Tế bào quang điện mới có thể chuyển nhiệt thành điện hiệu quả hơn so với tuabin hơi nước truyền thống

Các nhà nghiên cứu từ MIT và Phòng thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia (NREL) đã phát triển và chứng minh thành công một tế bào quang điện (TPV) có khả năng chuyển nhiệt thành điện hiệu quả hơn so với tuabin hơi nước truyền thống.

Như MIT nhấn mạnh, 90% điện năng trên thế giới được tạo ra từ các nguồn nhiệt như khí đốt tự nhiên, than đá và năng lượng mặt trời tập trung. Trong hơn một thế kỷ qua, tuabin hơi nước đã được sử dụng để chuyển nhiệt từ những nguồn này thành điện năng.

Xem thêm: Theo nghiên cứu mới nhất, hạt vi nhựa được tìm thấy trong máu người

Trung bình, các tuabin hơi nước chỉ có thể chuyển đổi khoảng 35% nguồn nhiệt thành điện năng. Ngay cả những động cơ nhiệt hiệu quả nhất từng đạt hiệu suất khoảng 60%. Tệ hơn nữa, tuabin hơi nước dựa vào các bộ phận chuyển động phải hoạt động dưới một ngưỡng nhiệt độ nhất định.

Phát minh mới này nhằm mục đích thu các photon năng lượng cao hơn từ các nguồn nhiệt độ cao hơn nhờ vào việc sử dụng vật liệu băng thông cao hơn và nhiều điểm nối. Trong thử nghiệm giữa 1.900 độ C và 2.400 độ C, tế bào TPV mới duy trì hiệu suất khoảng 40%.

Các tế bào TPV trước đó có hiệu suất trung bình khoảng 20%, với hiệu suất cao nhất từng đạt 32%.

Asegun Henry, giáo sư phát triển nghề nghiệp của Robert N. Noyce về kỹ thuật cơ khí tại Viện Công nghệ Massachusetts và là một trong những nhà nghiên cứu của dự án cho biết: “Tế bào quang điện là bước ngoặt quan trọng cuối cùng để chứng minh rằng pin nhiệt là một khái niệm khả thi . Đây là một bước quan trọng tuyệt đối trên con đường tăng cường năng lượng tái tạo và tiến tới lưới điện khử cacbon hoàn toàn."

Xem thêm: Nghiên cứu mới cho thấy các công ty bán dẫn có thể sản xuất chip từ mật ong

Vẫn còn rất nhiều việc phải làm để đạt được mục tiêu đó. Tế bào TPV được sử dụng trong thí nghiệm có kích thước khoảng một cm vuông. Theo Henry, chúng sẽ cần được mở rộng lên khoảng 92,90304 mét vuôngđể có thể hoạt động được. May mắn thay, ông tin rằng cơ sở hạ tầng hiện có được sử dụng để sản xuất tế bào quang điện quy mô lớn có thể được điều chỉnh cho sản xuất TPV.