Phát triển phương pháp tái chế rác thải nhựa mới

/in /by

Các nhà hóa học tại Đại học Colorado Boulder, Mỹ đã phát triển một phương pháp mới để tái chế loại nhựa phổ biến được tìm thấy trong chai soda và các loại bao bì khác.

Đồng tác giả nghiên cứu Oana Luca cho biết, nghiên cứu trên có thể giải quyết vấn đề ngày càng nhiều rác thải nhựa trên khắp thế giới. Bởi theo Cơ quan Bảo vệ Môi trường của Mỹ, nước này đã thải ra gần 36 triệu tấn sản phẩm nhựa vào năm 2018. Phần lớn rác thải nhựa được đưa đến các bãi chôn lấp, theo đồng tác giả nghiên cứu Oana Luca.

“Chúng ta tự an ủi mình khi ném thứ gì đó vào thùng tái chế, nhưng hầu hết nhựa có thể tái chế đó không bao giờ được tái chế. Chúng tôi muốn tìm hiểu làm thế nào để khôi phục các vật liệu phân tử, các khối cấu tạo của nhựa, để có thể sử dụng lại chúng”, bà Luca nói.

Trong nghiên cứu mới, bà và đồng nghiệp đã tiến một bước gần hơn tới mục tiêu trên. Nhóm tập trung vào một loại nhựa gọi là polyetylen terephthalate (PET) mà người tiêu dùng gặp hàng ngày trong chai nước, vỉ thuốc, thậm chí một số loại vải polyester. Trong các thí nghiệm quy mô nhỏ tại phòng thí nghiệm, họ trộn các mảnh nhựa đó với một loại phân tử đặc biệt, sau đó đặt một điện áp nhỏ. Trong vòng vài phút, PET bắt đầu tan rã.

Nhóm còn rất nhiều việc phải làm trước khi công cụ tái chế của họ có thể giải quyết vấn đề rác thải nhựa trên thế giới một cách thực tế. Phuc Pham, nghiên cứu sinh tiến sĩ hóa học và là tác giả chính của nghiên cứu cho biết, việc quan sát được tiến trình phản ứng trong thời gian thực là điều tuyệt vời.

Đầu tiên, dung dịch chuyển sang màu hồng đậm, sau đó trở nên trong suốt khi polymer vỡ ra. Thật thú vị khi xem rác thải, thứ có thể tồn tại trong đống rác hàng thế kỷ biến mất chỉ trong vài giờ hoặc vài ngày.


Phương pháp của nhóm dựa vào điện và một số phản ứng hóa học.

Bà Luca nhấn mạnh, thùng rác tái chế có thể giống như một giải pháp tốt cho vấn đề rác thải nhựa của thế giới. Tuy nhiên, hầu hết đô thị trên thế giới phải vật lộn để thu gom và phân loại núi rác được thải ra hàng ngày.

Kết quả là chưa đến 1/3 tổng số nhựa PET ở Mỹ đến gần được với việc tái chế (các loại nhựa khác thậm chí còn ở xa hơn). Ngay cả khi đó, các phương pháp như nấu chảy rác thải nhựa hoặc hòa tan nó trong axit có thể làm thay đổi các đặc tính của vật liệu trong quá trình xử lý.

Ngoài ra, người ta sẽ thay đổi vật liệu một cách máy móc. Sử dụng phương pháp tái chế hiện tại, ví dụ như nấu chảy một chai nhựa, bạn có thể sản xuất một trong những loại túi nhựa dùng một lần thường có trong các cửa hàng tạp hóa. Ngược lại, bà Luca và nhóm của mình muốn tìm cách sử dụng các thành phần cơ bản từ chai nhựa cũ để tạo ra chai nhựa mới. Nó giống như đập vỡ một lâu đài bằng các mảnh ghép Lego rồi lấy các mảnh đó để tạo ra một tòa nhà hoàn toàn mới.

Để đạt được kỳ tích trên, nhóm đã chuyển sang quá trình gọi là điện phân, hoặc sử dụng điện để phá vỡ các phân tử. Ví dụ, các nhà hóa học từ lâu đã biết họ có thể cho một hiệu điện thế vào các cốc chứa đầy nước và muối để tách các phân tử nước đó thành khí hydro và oxy.

Các nhà nghiên cứu đang cố gắng hiểu chính xác những phản ứng này diễn ra như thế nào. Tuy nhiên, họ đã có thể chia nhỏ PET thành các khối xây dựng cơ bản của nó. Sau đó nhóm có thể phục hồi những khối này và có khả năng sử dụng chúng để tạo ra thứ gì đó mới.

Bà Luca cho rằng, nếu thành công, các phương pháp điện hóa sẽ phân hủy nhiều loại nhựa khác nhau cùng lúc. Bằng cách đó, chúng ta có thể đến những bãi rác khổng lồ trong đại dương, kéo tất cả rác thải ở đó vào một lò phản ứng và thu lại rất nhiều phân tử hữu ích.

Bảo Lâm
https://vietq.vn/phat-trien-phuong-phap-tai-che-rac-thai-nhua-moi-d212771.html

Thách thức công nghệ: Sạc pin cho ôtô điện trong lúc xe đang chạy

/in /by

Pháp sẽ thử nghiệm lắp đặt trạm sạc pin cho xe ô tô điện và xe tải trên đường cao tốc A10 gần Paris, bằng chứng minh hiệu quả của hai công nghệ giúp phương tiện di chuyển lâu hơn với pin cỡ nhỏ hơn, do đó tiêu thụ ít kim loại hiếm hơn.

Công nghệ thứ nhất là lắp đặt những cuộn dây nam châm bên dưới lớp nhựa đường để sạc pin không dây, giống như điện thoại di động. Còn công nghệ thứ hai là đi đường dây sạc điện dưới lớp nhựa đường và lắp ổ sạc trên mặt đất.

Những hệ thống “đường xe điện” này có thể đẩy nhanh cuộc cách mạng đang diễn ra trong ngành công nghiệp ô tô: Giúp xe điện chạy lâu hơn mà không cần dừng lại để sạc pin, và không cần sử dụng những cục pin quá nặng và quá tiêu tốn nhiều vật liệu quý hiếm.

Theo một nghiên cứu của Đại học Gothenburg (Thụy Điển), những “đường xe điện” này sẽ làm giảm 62 – 71% số kilômét mà ô tô thông thường có thể đi được trong một lần sạc, do đó làm giảm kích thước pin của chúng. Ngoài ra, theo nghiên cứu này, chi phí tiết kiệm được từ khâu sản xuất pin sẽ đi vào tài trợ cho dự án “đường xe điện”.

Pháp chọn đường cao tốc A10 làm địa điểm cho dự án vì ý tưởng chính ở đây, là thử nghiệm những giải pháp này trên đường cao tốc. Ông Louis du Pasquier – người phụ trách dự án tại tập đoàn xây dựng Vinci (Pháp), giải thích: Mục đính chính là “loại bỏ một vài vấn đề cuối cùng, trước khi triển khai những công nghệ này trên quy mô lớn, trên hàng trăm hoặc hàng nghìn km”.

Những đợt thử nghiệm đầu tiên sẽ được thực hiện vào tháng 9/2023 tại Rouen, trên đường đua khép kín Cerema – một cơ sở công cộng, dưới sự giám sát của Bộ Chuyển dịch Sinh thái Pháp.

Sau đó, những hệ thống sạc động này sẽ được lắp đặt trên 4 km làn đường bên phải của đường cao tốc A10 theo hướng Paris-Orléans, khúc phía trên của trạm thu phí Saint-Arnoult-en-Yvelines. Bộ sạc sẽ chỉ hoạt động khi kết nối phương tiện tương thích.

Đường cao tốc Mont-Blanc (Haute-Savoie) cũng sẽ sớm thử nghiệm giải pháp gọi là “máy quét đường”, do tập đoàn công nghệ giao thông vận tải Alstom phát triển, với ý định ban đầu là một ý tưởng dành cho tàu điện. Theo đó, các phương tiện sẽ được trang bị một thiết bị có thể thu gọn, dùng để thu điện năng từ đường dây điện lắp dưới lớp nền của đường.

Theo báo cáo gửi đến Bộ Giao thông Vận tải Pháp vào mùa hè năm 2021, “đường xe điện” là rất cần thiết để nhanh chóng điện khí hóa những phương tiện chở hàng hạng nặng vẫn còn đang chạy chủ yếu bằng dầu diesel.

Rào cản công nghệ

Ông Patrick Pelata – Cựu giám đốc của hãng xe Renault, giải thích rằng “đường xe điện” sẽ giúp “khử sâu carbon trong lĩnh vực vận tải đường dài, chừng nào mà châu Âu tiếp tục khử carbon trong ngành điện lực”.

Ông đảm bảo rằng ý tưởng này cũng thể hiện “hiệu quả năng lượng tuyệt vời, vì nguồn sạc liên tục sẵn có sẽ không cản trở điều kiện hoạt động của xe tải, làm giảm đáng kể kích thước cần thiết cho pin xe hạng nặng đi hành trình dài” và giúp giảm nhu cầu về trạm sạc.

Tuy nhiên, những rào cản công nghệ vẫn cần được dỡ bỏ. Theo những báo cáo được gửi đến Bộ Giao thông Vận tải Pháp, công nghệ sạc không dây không mạnh và rất đắt tiền, làm tắc nghẽn khu vực trạm sạc và gây ra vấn đề cho xe hai bánh.

Ngoài sạc không dây và đấu dây điện, còn có một giải pháp thứ ba đang được thử nghiệm ở Đức: Công nghệ treo dây cáp điện như đã làm cho tàu điện thành thị. Theo báo cáo, đó là “công nghệ tiên tiến nhất”, nhưng chỉ dành cho riêng cho xe tải. Chưa kể, trồng cột điện bên đường sẽ gây ra những vấn đề về an toàn đường bộ.

Công ty khởi nghiệp Electreon – bên cung cấp hệ thống cảm ứng, đã khởi động nhiều dự án ở Israel, Thụy Điển, Ý và Mỹ. Tại nước Ý, hãng xe Fiat đang thử nghiệm dự án sạc xe Fiat 500. Còn liên doanh Elonroad – bên cung cấp công nghệ số 2 trong bài viết, thì đã tiến hành thử nghiệm từ năm 2019, tại miền nam Thụy Điển.

Dự án thử nghiệm trên đường cao tốc A10 sẽ trải dài trong ba năm, với ngân sách 26 triệu euro và sự hỗ trợ của Ngân hàng Đầu tư Công (BPI), thông qua kế hoạch phát triển France 2030 của Pháp.

Ngọc Duyên/AFP
https://petrotimes.vn/thach-thuc-cong-nghe-sac-pin-cho-oto-dien-trong-luc-xe-dang-chay-689691.html

Loại pin mặt trời có thể chịu được nhiệt độ cao trong hơn 1.500 giờ

/in /by

Một nhóm quốc tế bao gồm các nhà nghiên cứu từ Khoa Khoa học Ứng dụng & Kỹ thuật của Đại học Toronto (Canada) đã tạo ra pin mặt trời perovskite có thể chịu được nhiệt độ cao trong hơn 1.500 giờ.

Đây là cột mốc quan trọng khi công nghệ mới nổi này tiến gần hơn đến ứng dụng thương mại. Phát hiện của nhóm gần đây đã được công bố trên tạp chí Khoa học.

Ông Ted Sargent – Giáo sư tại Khoa Hóa học và kỹ thuật điện và máy tính, Trường Đại học Northwestern (Mỹ) cho biết: “Pin mặt trời perovskite mở ra những con đường mới để khắc phục một số hạn chế về hiệu quả của công nghệ dựa trên silicon, vốn là tiêu chuẩn công nghiệp ngày nay”.

Theo chuyên gia này, silicon vẫn có lợi thế trong một số lĩnh vực, bao gồm cả độ ổn định. Nghiên cứu cho thấy cách chúng ta có thể thu hẹp khoảng cách đó. Pin mặt trời truyền thống được làm từ các tấm silicon có độ tinh khiết cao, tốn nhiều năng lượng để sản xuất. Ngoài ra, chúng chỉ có thể hấp thụ một số phần của quang phổ mặt trời.


Pin mặt trời perovskite được tạo thành từ các lớp tinh thể có kích thước nano.

Ngược lại, pin mặt trời perovskite được tạo thành từ các lớp tinh thể có kích thước nano. Điều đó khiến chúng phù hợp hơn với các phương pháp sản xuất chi phí thấp. Bằng cách điều chỉnh kích thước và thành phần của tinh thể này, nhóm nghiên cứu cũng có thể điều chỉnh bước sóng ánh sáng mà chúng hấp thụ.

Ngoài ra, các lớp perovskite cũng có thể được chồng lên nhau thậm chí trên những tế bào năng lượng mặt trời silicon. Từ đó, cho phép chúng sử dụng nhiều quang phổ năng lượng mặt trời hơn và tăng hiệu quả.

Trong vài năm qua, những tiến bộ từ phòng thí nghiệm đã mang lại hiệu quả của pin mặt trời perovskite trong phạm vi tương tự như những gì có thể đạt được với silicon. Tuy nhiên, thách thức về sự ổn định ít được chú ý hơn.

Bà Park So Min – nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại phòng thí nghiệm của Sargent và là một trong ba đồng tác giả chính của nghiên cứu cho biết: “Chúng tôi muốn làm việc ở nhiệt độ cao và độ ẩm tương đối lớn. Bởi, điều đó sẽ cho chúng tôi ý tưởng tốt hơn về thành phần nào có thể hỏng trước và cách cải thiện chúng”.

Các nhà nghiên cứu đã kết hợp kiến thức chuyên môn của mình trong khám phá vật liệu, quang phổ học và chế tạo thiết bị. Từ đó, thiết kế và mô tả đặc điểm lớp phủ bề mặt mới cho pin perovskites. Dữ liệu của nhóm nghiên cứu cho thấy, chính lớp phủ này – được tạo ra bằng các phối tử amoni flo hóa, giúp tăng cường tính ổn định của tế bào tổng thể.

Pin mặt trời perovskite thường chứa một lớp thụ động. Lớp này bao quanh lớp perovskite hấp thụ ánh sáng và hoạt động như một ống dẫn để các electron di chuyển vào mạch xung quanh. Song, tùy vào thành phần của nó, cũng như mức độ tiếp xúc với nhiệt độ và độ ẩm, lớp thụ động có thể biến dạng theo cách cản trở dòng điện tử.

Bảo Lâm
https://vietq.vn/loai-pin-mat-troi-co-the-chiu-duoc-nhiet-do-cao-trong-hon-1500-gio-d212625.html

Phát hiện kim loại có khả năng tự phục hồi vết nứt

/in /by

Gần đây, các nhà khoa học đã quan sát một kim loại có thể tự “chữa lành vết thương”. Nếu quá trình này có thể được hiểu và kiểm soát đầy đủ sẽ mở ra một kỷ nguyên mới cho ngành kỹ thuật.

Từ gốm sứ, lớp phủ ô tô đến bê tông và thậm chí là nhựa sinh học, cộng đồng khoa học đã tạo ra các vật liệu có thể tự sửa chữa sau khi hư hỏng, một đặc tính được gọi là khả năng tự phục hồi. Nhưng khi nói đến kim loại, khả năng tự phục hồi từ những vết nứt nhỏ do thời gian gây ra vẫn còn khó nắm bắt.

Nhóm nghiên cứu đến từ Phòng thí nghiệm quốc gia Sandia và Đại học Texas A&M kiểm tra độ bền của kim loại, sử dụng kỹ thuật hiển vi điện tử truyền qua chuyên dụng để kéo hai đầu kim loại 200 lần mỗi giây. Sau đó, họ quan sát khả năng tự vá lành ở quy mô siêu nhỏ trên miếng bạch kim dày 40 nanomet treo trong buồng chân không.

Vết nứt gây ra bởi lực căng mô tả ở trên gọi là phá hủy do mỏi. Đó là áp lực và chuyển động lặp lại gây ra nứt vỡ vi mô, cuối cùng khiến máy móc hoặc công trình rạn nứt. Sau khoảng 40 phút quan sát, các nhà nghiên cứu nhận thấy vết nứt ở bạch kim bắt đầu liền lại và tự sửa chữa trước khi bắt đầu bị hư hỏng theo hướng khác. Họ công bố phát hiện hôm 19/7 trên tạp chí Nature.

“Chúng tôi không ngờ tới điều này. Những gì chúng tôi có thể xác nhận là kim loại có khả năng tự vá lành, ít nhất trong trường hợp phá hủy do mỏi ở cấp độ nano”, nhà khoa học vật liệu Brad Boyce ở Phòng thí nghiệm quốc gia Sandia.


Mô phỏng máy tính này cho thấy khối bạch kim được kéo qua các mũi tên màu đỏ, khu vực màu xanh lá cây đại diện cho một vết nứt đã tự lành.

Dù nhóm nghiên cứu chưa rõ quá trình xảy ra như thế nào hay cách sử dụng nó, chắc chắn kim loại tự vá lành sẽ tạo ra khác biệt to lớn trong việc sửa chữa mọi thứ từ cầu đường tới điện thoại động.

Năm 2013, nhà khoa học vật liệu Michael Demkowicz ở Đại học Texas A&M làm việc trong nghiên cứu dự đoán quá trình vá lành vết nứt nano có thể xảy ra, do những hạt tinh thể nhỏ xíu bên trong kim loại dịch chuyển ranh giới nhằm phản ứng với áp lực. Demkowicz cũng tham gia nghiên cứu mới, sử dụng mô hình máy tính cập nhật để chứng minh giả thuyết trước đây của ông về hành vi tự vá lành của kim loại ở cấp nano phù hợp với những gì xảy ra trong thí nghiệm.

Quá trình sửa chữa tự động đó xảy ra ở nhiệt độ phòng là một khía cạnh hứa hẹn khác của nghiên cứu. Kim loại thường đòi hỏi nhiều nhiệt để thay đổi hình dạng, nhưng thí nghiệm diễn ra trong môi trường chân không. Các nhà nghiên cứu cần xem xét quá trình tương tự có xảy ra ở kim loại thông thường trong môi trường thường ngày hay không.

Một giả thuyết khả thi bao gồm quá trình hàn lạnh, xảy ra khi các bề mặt kim loại ở đủ gần để nguyên tử của chúng mắc vào nhau. Thông thường, lớp không khí mỏng hoặc chất gây ô nhiễm can thiệp vào quá trình. Ở môi trường như chân không vũ trụ, kim loại nguyên chất có thể bị ép sát vào nhau đủ gần để dính chặt.

Hà My
https://vietq.vn/phat-hien-kim-loai-co-kha-nang-tu-phuc-hoi-vet-nut-d212572.html

Cảnh báo nguy cơ sử dụng hệ thống năng lượng mặt trời mái nhà

/in /by

Mặc dù việc lắp đặt hệ thống điện năng lượng mặt trời mái nhà được ưu tiên phát triển nhưng nếu không kiểm soát chặt sẽ có nguy cơ cháy nổ cao.

Những sự việc cháy nổ các thiết bị năng lượng điện mặt trời mái nhà gần đây liên tục xảy ra, khiến nhiều người không khỏi hoang mang về độ an toàn.

Trước đó, vào ngày 23/9/2020, 120m2 pin năng lượng mặt trời áp mái đang trong quá trình kinh doanh của Công ty Cổ phần Điện Gia Lai tại Khu công nghiệp Diên Phú (Pleiku, Gia Lai) bỗng dưng bốc cháy. Đám cháy đã làm hư hỏng 60 tấm pin mặt trời, 450m cáp điện, ước tính thiệt hại hàng trăm triệu đồng. Nguyên nhân được xác định do lỗi hệ thống, thiết bị điện. Lỗi này xảy ra trong quá trình lắp đặt và thiết bị không đảm bảo chất lượng.

Cũng tại địa phương này, ngày 13/12, người dân làng Ia Tong, (xã Ia Dêr, huyện Ia Grai, Gia Lai) phát hiện lửa bốc lên từ khu vực máng điện ở hệ thống điện mặt trời áp mái của Công ty TNHH Phú Lợi Hưng. Phòng Cảnh sát Phòng cháy chữa cháy và Cứu nạn cứu hộ (Công an tỉnh Gia Lai) đã phải cử 20 cán bộ, chiến sỹ cùng 2 xe chữa cháy tới hiện trường làm công tác chữa cháy. Sau 40 phút, lực lượng chức năng mới dập được lửa.


Nhiều rủi ro khi sử dụng hệ thống năng lượng mặt trời cần kiểm soát chặt. Ảnh: Trương Trường

Một vụ việc nghiêm trọng hơn có thể kể đến như vụ cháy xảy ra tại TP Đà Nẵng cuối năm 2022. Theo đó một khu nhà xưởng rộng 1.000 m2 của Công ty nhựa ABC (tổng diện tích khoảng 6.000 m2) bất ngờ bốc cháy. Nguyên nhân được xác định là do hệ thống điện năng lượng mặt trời trên mái của nhà xưởng bị sự cố dẫn đến chập cháy. Ngọn lửa tiếp tục cháy mạnh khi tiếp xúc các hạt nhựa chứa trong kho khiến cả kho chứa hàng rộng 1.000 m2 bị phát hỏa.

Gần đây nhất, vào ngày 20/6/2023, gia đình chị Nguyễn Thị Hoa Mỹ ở số 6, đường Sen Hồ, thị trấn Nếnh, huyện Việt Yên, tỉnh Bắc Giang đang ngủ thì nghe thấy nhiều tiếng nổ lớn liên tiếp, khói đen tỏa ra từ tầng 3. Nhanh chóng chạy lên kiểm tra, vợ chồng chị Mỹ phát hiện thiết bị lưu trữ điện năng lượng mặt trời bị cháy nổ, khí độc lan xuống các tầng và sang nhà bên cạnh.

Cần tuân thủ nghiêm biện pháp an toàn phòng cháy chữa cháy khi lắp đặt hệ thống điện năng lượng mặt trời

Thiếu tá Nguyễn Văn Hùng, Phó Đội trưởng Đội Cảnh sát phòng cháy, chữa cháy và cứu nạn, cứu hộ (Công an huyện Việt Yên) phân tích, thiết bị lưu trữ điện gồm nhiều ắc quy, trong đó chứa hỗn hợp các loại hóa chất. Khi xảy ra sự cố, quá trình cháy sản sinh ra các loại khói, khí độc (nhiều nhất là CO). Khí này vào cơ thể sẽ tiêu diệt các hồng cầu trong máu. Người hít phải sẽ bị hoa mắt, chóng mặt, lịm dần đi, thậm chí dẫn đến tử vong. Vì thế, nếu không may sự cố xảy ra vào ban đêm (khi mọi người ngủ say) thì khói, khí độc sẽ gây nguy hiểm.

Cơ quan chức năng khuyến cáo các hộ gia đình, cơ quan, đơn vị lắp đặt hệ thống điện năng lượng mặt trời phục vụ cấp điện sinh hoạt, sản xuất cần tuân thủ nghiêm biện pháp an toàn phòng cháy. Thiết bị phải được cơ sở có uy tín sản xuất, lắp đặt theo đúng thiết kế, chấp hành yêu cầu an toàn phòng cháy; kiểm tra, bảo dưỡng thường xuyên. Khi sử dụng, chủ hộ, cơ quan, đơn vị cần có nội quy, quy định bảo đảm an toàn phòng cháy; được tập huấn việc sử dụng cũng như nghiệp vụ phòng cháy, chữa cháy và cứu nạn, cứu hộ góp phần hạn chế thấp nhất thiệt hại do các sự cố cháy, nổ gây ra.

Trước sự phát triển ồ ạt của điện năng lượng mặt trời áp mái kéo theo nhiều nhà cung cấp thiết bị, vật tư cho loại hình này nở rộ. Vì thế, việc kiểm soát chất lượng, tiêu chuẩn kỹ thuật, đảm bảo các yếu tố về phòng chống cháy nổ gặp rất nhiều khó khăn. Bên cạnh đó, việc xây dựng, lắp đặt hệ thống này còn nhiều lỗ hổng khiến nguy cơ xảy ra cháy nổ đối với loại hình này rất cao.

Theo thông tin trường Trường Đại học Phòng cháy Chữa cháy – Bộ Công an, cháy nổ đối với hệ thống điện năng lượng mặt trời có thể xuất phát từ nhiều nguyên nhân và nhiều vị trí.

Đơn cử có thể kể đến như lỗi tại dòng điện một chiều DC bắt nguồn từ việc tấm pin năng lượng trong hệ thống điện năng lượng mặt trời được cung cấp với chất lượng kém, không đạt chất lượng như trên tem mác của nhà sản xuất; hay trường hợp tấm pin mặt trời bị vỡ thì hơi ẩm sẽ xâm nhập vào bên trong và làm hư hại tấm pin năng lượng mặt trời, trong trường hợp xấu nhất thì sẽ gây hiện tượng cháy, nổ.

Lỗi dòng điện một chiều còn bắt nguồn từ lỗi cắm ngược cực âm – dương, lỗi hồ quang điện DC, lỗi tiếp địa DC, lỗi chạm đất DC,… Ngoài ra, còn lỗi ở hệ thống xoay chiều AC, xảy ra khi người dùng đấu nhầm pha với nhau thì gây nên hiện tượng đoản mạch hay nghiêm trọng hơn là gây hư hỏng inverter; kéo xước dây: xước dây AC, gây ra hiện tượng hở mạch, nguy hiểm cho hệ thống, gây chập điện và cháy nổ,…

Cùng với đó, tấm pin và inverter phải được bố trí tại khu vực có diện tích rộng lớn cách xa các hạng mục khác của nhà máy. Các central-inverter phải trang bị hệ thống báo cháy tự động để kịp thời phát hiện sự cố cháy, nổ. Cho phép sử dụng báo cháy tích hợp với hệ thống điều khiển và giám sát công nghệ (SCADA) khi phòng điều khiển hệ thống này có người thường trực 24/24.

Không lắp đặt tấm pin mặt trời phía trên các gian phòng thuộc hạng nguy hiểm cháy nổ A, B cũng như các gian phòng khác mà trong quá trình hoạt động có khả năng tích tụ khí, bụi cháy; hạn chế việc bố trí tấm pin trên các gian phòng làm kho hoặc các gian phòng lưu trữ khối lượng lớn chất cháy.

Việc bố trí tấm pin để không ảnh hưởng đến hoạt động của thiết bị hệ thống phòng cháy chữa cháy, hệ thống kỹ thuật khác trên mái (chẳng hạn phòng bơm chữa cháy trên mái, hệ thống quạt tang áp, hút khói, hệ thống thang máy,…) theo quy định của QCVN 06:2021/BXD.

Hệ thống điện mặt trời phải được trang bị các thiết bị ngắt khẩn cấp; thiết bị này cần được bố trí cả ở vị trí inverter và vị trí tủ đóng cắt. Tại các vị trí này phải niêm yết hướng dẫn, quy trình vận hành. Tại khu vực gần lối lên mái phải bố trí các sơ đồ bố trí tấm pin trên mái và sơ đồ đấu nối hệ thống để phục vụ việc ngắt kết nối các tấm pin trên mái khi có sự cố và phục vụ công tác chữa cháy.

Hệ thống tiêu chuẩn quốc gia trong lĩnh vực điện mặt trời

Nhằm mục đích đẩy mạnh khai thác và sử dụng tối đa, có hiệu quả các nguồn năng lượng tái tạo trong nước, từng bước gia tăng tỷ trọng của năng lượng tái tạo trong sản xuất và tiêu thụ năng lượng quốc gia để giảm sự phụ thuộc vào năng lượng hóa thạch, cải thiện cơ cấu ngành năng lượng, đảm bảo an ninh năng lượng, giảm nhẹ biến đổi khí hậu, bảo vệ môi trường và phát triển kinh tế – xã hội bền vững, Chính phủ đã ban hành nhiều chính sách nhằm khuyến khích phát triển các nguồn năng lượng tái tạo ở nước ta trong đó có điện mặt trời. Các cơ chế cũng đã tạo điều kiện cho hàng nghìn nhà đầu tư, doanh nghiệp trong và ngoài nước tham gia thị trường từ nghiên cứu, sản xuất, phân phối, lắp đặt, dịch vụ, đến tài chính, bảo hiểm…, góp phần hình thành thị trường điện năng lượng tái tạo tại Việt Nam.

Hệ thống tiêu chuẩn quốc gia cũng đang hoàn thiện để có được các tiêu chuẩn kỹ thuật kiểm soát an toàn, chất lượng của hệ thống điện mặt trời. Tính đến hết năm 2019 có khoảng 1000 TCVN trong lĩnh vực điện và điện tử, trong đó có 19 TCVN về hệ thống điện mặt trời. Các tiêu chuẩn quốc gia TCVN về điện mặt trời phần lớn được xây dựng trên cơ sở chấp nhận tiêu chuẩn quốc tế IEC (Ủy ban kỹ thuật điện quốc tế) nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho các doanh nghiệp, nhà quản lý, tổ chức thử nghiệm, tổ chức chứng nhận có thể thừa nhận lẫn nhau kết quả thử nghiệm cũng như chứng chỉ chứng nhận.

Việc biên soạn các TCVN này được thực hiện chính bởi Ban kỹ thuật Tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC/E13 Năng lượng Tái tạo. Tiêu chuẩn quốc gia về tấm pin mặt trời hiện nay đã có bộ tiêu chuẩn về an toàn điện của tấm pin TCVN 12232 được xây dựng trên cơ sở chấp nhận tiêu chuẩn quốc tế IEC 61730, bộ tiêu chuẩn về đánh giá chất lượng thiết kế của tấm pin TCVN 6781 được xây dựng trên cơ sở chấp nhận tiêu chuẩn quốc tế IEC 61215. Bên cạnh đó còn có các tiêu chuẩn đối với thành phần của hệ thống pin mặt trời như bộ TCVN 12231 về an toàn của bộ nghịch lưu inverter được xây dựng trên cơ sở chấp nhận tiêu chuẩn quốc tế IEC 62109 và các TCVN cho hộp kết nối, cáp điện, v.v…

Tấm pin mặt trời có cấu tạo từ các tế bào quang điện (cell). Nếu sử dụng các tế bào quang điện (cell) kém chất lượng và ghép thành tấm pin kém chất lượng với giá thành rẻ. Những tế bào quang điện này khi đo vẫn ra điện, nhưng bên trong sau khi chụp quang (EL test) sẽ thấy những đường nứt gãy, sau một thời gian sử dụng với sức nóng của mặt trời các vết nứt này rộng ra và tế bào đó bị đứt mạch, giảm hiệu suất hoặc hỏng hoàn toàn cả tấm pin. Ngoài ra chất lượng tấm pin quang điện còn được thể hiện ở hiệu suất phát điện của chúng. Với cùng diện tích 1m2 tấm pin dùng cell loại A hiệu suất 17-18% có thể cho ra hơn 160 đến 170W điện, trong khi cũng diện tích này nếu dùng Cell thải hiệu suất 10-12% thì chỉ cho ra 100-110W điện. Bên cạnh đó, vấn đề về rác thải pin mặt trời cũng là một vấn đề nóng hiện nay khi các tấm pin mặt trời đã hết hạn sử dụng.

Do vậy, ngoài các tiêu chuẩn quốc gia đã được công bố nêu trên, vẫn cần thiết phải bổ sung thêm các tiêu chuẩn để đánh giá chất lượng và tái chế pin mặt trời cũng như có các biện pháp quản lý chất lượng, nâng cao năng lực thử nghiệm, chứng nhận, công nhận nhằm đảm bảo các yêu cầu quản lý nhà nước về chất lượng sản phẩm đồng thời góp phần bảo vệ môi trường.

An Dương (T/h)
https://vietq.vn/nhieu-rui-ro-khi-su-dung-he-thong-nang-luong-mat-troi-mai-nha-neu-khong-kiem-soat-chat-d212400.html

Phát triển thành công nhựa sinh học từ bùn thải

/in /by

Nhóm nhà khoa học Đại học Sài Gòn phân lập hai chủng vi sinh vật có trong bùn thải nhà máy giấy để tạo nhựa sinh học.

Nghiên cứu được TS Hồ Kỳ Quang Minh, giảng viên khoa môi trường cùng 10 cộng sự thực hiện từ năm 2020 với mục tiêu tạo ra nhựa sinh học có khả năng phân hủy trong 30 ngày. Công trình còn hướng đến tái chế chất thải thành nguồn nguyên liệu hữu ích theo mô hình nền kinh tế tuần hoàn.

Theo TS Minh, trong nước thải (bao gồm bùn thải) các nhà máy sản xuất giấy, thủy sản, đường mía… có chứa nhiều chất hữu cơ. Mặc dù môi trường nước thải khá khắc nghiệt, chứa nhiều độc tố nhưng vi sinh vật hoàn toàn có thể thích nghi với cơ chế tổng hợp, tích lũy một dạng polymer (nhựa sinh học) trong cơ thể.

Nhóm nghiên cứu sử dụng mẫu nước và bùn thải của một nhà máy sản xuất giấy tại Tiền Giang, phân tích các chủng vi sinh vật trong môi trường. Bằng các phương pháp phân lập, định danh, loại trừ những vi khuẩn có khả năng lây bệnh, nhóm cho ra kết quả hơn 100 chủng vi sinh vật có khả năng tạo nhựa sinh học.

Phân tích đặc tính sinh học, nhóm đánh giá hai chủng vi khuẩn bacillus pumilus (NMG5) và bacillus megaterium (BP5) cho hiệu suất tạo nhựa tốt nhất. Kết quả nghiên cứu trong phòng thí nghiệm cho thấy, hai chủng vi khuẩn này có tỷ lệ 40% khối lượng khô tích lũy là nhựa sinh học.


Thử nghiệm khả năng phân hủy nhựa sinh học (màu trắng) trong môi trường. Ảnh: NVCC

Nhóm nghiên cứu tính toán, về lý thuyết có thể thu được khoảng 40 tấn nhựa sinh học từ vi sinh vật. Tuy nhiên, TS Minh cho rằng, trường hợp khối lượng nhựa sinh học chỉ đạt một nửa so với tính toán lý thuyết cũng là tỷ lệ rất lớn.

Qua phân tích cho thấy, vi sinh vật tồn tại trong bùn thải của nhà máy và sử dụng thức ăn từ chất hữu cơ trong môi trường nên có khả năng làm sạch nước. Theo đó nhóm đề xuất có thể phát triển thành các khối bùn hoạt tính vừa tạo nhựa sinh học vừa xử lý nước với hiệu quả tốt hơn. Để lấy được nhựa sinh học sẽ phải sử dụng các biện pháp hóa học hoặc vật lý để phá vỡ vách tế bào của vi sinh vật thường được cấu tạo bằng polysaccarit. Sau đó sử dụng dung môi lấy kết tủa để thu được nhựa sinh học. Nhựa này khi tồn tại trong môi trường sẽ là nguồn thức ăn của vi sinh vật xung quanh nên sẽ phân hủy rất nhanh.

Bảo Lâm
https://vietq.vn/phat-trien-thanh-cong-nhua-sinh-hoc-tu-bun-thai-d212382.html