Archive for category: Tin về sản xuất và tiêu thụ bền vững

Năng lượng mặt trời đang dần trở thành một trong những nguồn năng lượng tái tạo được tận dụng nhiều nhất qua nhiều năm và các nhà sáng tạo đang tìm kiếm nhiều cách tốt hơn để khai thác nguồn năng lượng này.

Nguồn năng lượng miễn phí có sẵn khoảng 12 tiếng mỗi ngày và thậm chí nhiều hơn ở một vài nước để khai thác? Năng lượng mặt trời đang dần trở thành một trong những nguồn năng lượng tái tạo được tận dụng nhiều nhất qua nhiều năm và các nhà sáng tạo đang tìm kiếm nhiều cách tốt hơn để khai thác nguồn năng lượng này. Đó là các dự án ứng dụng lắp đặt pin năng lượng mặt trời trên mái nhà, phương tiện giao thông, quần áo, điện thoại đi động và nhiều hơn nữa.

Dưới đây là một trong những phát minh thay đổi thế giới về nguồn năng lượng tái tạo:

Chảo gương mặt trời (Mirrored solar dishes)

Được biết đến với nhiều ưu điểm nổi trội, nhiều người thường thắc mắc về lý do tại sao năng lượng mặt trời không phải là nguồn năng lượng duy nhất. Điều đó vẫn chưa thành hiện thức vì các thiết bị năng lượng mặt trời còn có giá thành khá cao. Tận dụng năng lượng từ những vùng được đánh giá là nhiều năng lượng mặt trời như sa mạc cũng không phải là một điều dễ. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu tin rằng việc phát minh ra những chảo gương mặt trời (mirrored solar dishes) có thể là giải phát tối ưu nhất để khai thác năng lượng mặt trời với giá rẻ nhất.

Hệ thống thu năng lượng mặt trời với chi phí thấp có thể thu ánh sáng mặt trời 2000 lần. Chảo mặt trời được bao phủ bởi nhiều lớp gương giúp hướng tia nắng quy tụ vào một vùng nhỏ nhất định. Hình lõm lòng chảo cho phép thu hầu hết tia nắng từ mặt trời xuyên suốt ngày. Thiết kế hệ thống thu năng lượng mặt trời hình lõm được đánh giá là hiệu quả hơn hệ thống pin. Trong khi những hệ thống thông thường chỉ chuyển hoá khoảng 20% nắng từ mặt trời thành năng lượng thì hệ thống chảo gương mặt trời có thể chuyển hoá lên đến 80%.

Pin điện Tesla

Một thử thách khác khi ứng dụng nguồn điện năng lượng mặt trời tái tạo ngoài chi phí thiết bị cao là công nghệ lưu trữ năng lượng. Lưu trữ năng lượng là chìa khoá để biến năng lượng mặt trời trở nên phổ biến hơn ngày nay và đó là nguồn cảm hứng từ pin điện của Tesla. Được mệnh danh là “Năng lượng Tesla”, pin điện được thiết kế nhằm lưu trữ năng lượng mặt trời hiệu quả hơn nhưng loại pin khác trên thị trường hiện nay.

Kết hợp công nghệ pin và công nghệ mặt trời là cách tốt nhất để đảm bảo dòng năng lượng ổn định có giá thành rẻ hơn năng lượng được khai thác từ các nhà máy đốt nhiên liệu hoá thạch. Theo các nhà sáng kiến từ Tesla, họ đang đến gần mục tiêu phổ biến hoá sản phẩm pin của mình tới các công ty thương mại.

“Chia sẻ năng lượng mặt trời” là giải pháp cho những người không có mái nhà để lắp đặt hệ thống pin năng lượng mặt trời bằng việc chia sẻ nguồn năng lượng từ các hệ thống của hàng xóm với chi phí thấp hơn so với việc họ phải trả cho công ty cung cấp điện.

Hệ thống điện mặt trời di động

Các nước và khu vực phát triển đang hồi phục sau thiên tai tận dụng tối đa từ nguồn năng lượng thay thế như năng lượng mặt trời, nguồn năng lượng hiệu quả, an toàn và rẻ hơn máy phát điện.

Các nhà máy điện có tác động to lớn đến việc giúp các nước hồi phục sau thiên tai bằng việc ứng dụng các hệ thống năng lượng mặt trời di động cho việc chiếu sáng và các trạm sạc điện thoại phục vụ nhân viên cứu trợ. Bộ sản phẩm năng lượng di động bao gồm tấm pin năng lượng mặt trời và hộp điều khiển có hệ thống dự trữ có vai trò thu và lưu trữ năng lượng. Nỗ lực mới nhất trong việc sử dụng nguồn điện di động là sử dụng máy in 3D chạy bằng lượng mặt trời để cung cấp thiết bị y tế tại điểm cứu trợ mà chi phí nhỏ.

Khử muối bằng mặt trời

Nguồn điện mặt trời chuyển hoá năng lượng từ mặt trời thành điện trong khi việc khử muối với mục đích loại bỏ những khoáng chất không cần thiết từ nước biển để sử dụng và cho mục đích nông nghiệp. Vậy làm thế nào để kết hợp hai quá trình đó?

Các nhà nghiên cứu đã phát kiến ra máy chạy bằng lượng mặt trời có chức năng biến nước lợ thành nước uống bằng cách tách muối ra khỏi nước. Bên cạnh khử muối, máy có thể thanh lọc và tẩy sạch nước bằng tia cực tím (Ultraviolet Rays). Nhiều vùng đất ngày nay vẫn phải sống trong điều kiện thiếu nước dù 70% trái đất được bao phủ bởi nước. Sáng kiến này là một trong những giải pháp hiệu quả nhất cung cấp nguồn nước sạch cho sinh hoạt.

Phương tiện chạy bằng năng lượng mặt trời

Công nghệ năng lượng mặt trời đã thúc đẩy mạnh mẽ việc cải thiện hệ thống phương tiện di chuyển cả trên không và mặt đất. Chúng ta tiếp xúc nhiều với ánh năng mặt trời trong lúc lái xe, đi tàu hay bay trên không. Các nhà khoa học đã thử nghiệm rất nhiều cách để khai thác nguồn năng lượng này. Cùng với những sáng chế phương tiện di chuyển chạy bằng điện, đã đến lúc chúng ta nên bắt đầu sử dụng năng lượng mặt trời thay thế năng lượng điện.

“Solar Impulse 2” là chiếc máy bay năng lượng mặt trời đầu tiên. Phi công có thể bay đến mọi nơi trên thế giới ngay cả trong đêm cùng với chiếc máy bay được cung cấp nhiên liệu chỉ từ năng lượng mặt trời. Ở Hà Lan còn có cả một con đường chỉ dài bằng 230 feet (70m) tạo ra 3000kWh, tương đương với cung cấp năng lượng cho một hộ gia đình một người trong suốt một năm.

Theo tech.co (17/2/2019)

Công ty năng lượng sạch Carbon Engineering của Canada đã hợp tác với các nhà khoa học của đại học Harvard (Mỹ) khám phá ra cách chiết xuất một loại nhiên liệu carbon trung tính bằng cách thu giữ carbon dioxide từ không khí và biến nó thành xăng tổng hợp.

Quá trình này được gọi là Air to Fuels (A2F). Nguồn nhiên liệu này hứa hẹn sẽ không có khí thải nhà kính và lượng khí thải carbon bằng không.

Nói một cách đơn giản là chiết xuất carbon dioxide (CO2) từ không khí, đưa nó qua các quá trình hóa học và tạo ra nhiên liệu hydrocarbon lỏng (Hydrocarbon là các hợp chất hữu cơ chỉ bao gồm hydro và carbon. Dầu và xăng là ví dụ của nhiên liệu hydrocarbon lỏng). Quá trình A2F tạo ra một phiên bản tổng hợp của nhiên liệu hydrocarbon lỏng.

Không khí có thể tạo ra xăng trong tương lai.

Các nhà nghiên cứu của Carbon Engineering sử dụng một thứ gọi là Công nghệ hút khí trực tiếp (DAC), hoạt động giống như các pin năng lượng mặt trời mới cho phép phân tách nước thành nhiên liệu hydro. Các nhà máy tái chế CO2 trích xuất CO2 từ không khí bằng cách sử dụng một tổ hợp khổng lồ của những cánh quạt, rồi kết hợp CO2 với hydrogen lỏng được tách ra từ nước.

Tiếp theo, quá trình kết hợp CO2 với hydro sử dụng công nghệ độc quyền của công ty và nhiên liệu lỏng carbon trung tính như xăng hoặc diesel được sinh ra. Điều này nghĩa là người dùng không phải sửa đổi động cơ xe hiện tại của mình để sử dụng loại xăng tổng hợp này. Ngoài ra, CO2 có thể biến thành thể rắn lưu trữ để sử dụng dần.

Việc hút không khí trực tiếp rất quan trọng bởi vì những phát hiện gần đây cho thấy gần như chúng ta không thể ngăn chặn nhiệt độ toàn cầu tăng hơn 1,5 độ C nếu không ứng dụng một số dạng công nghệ mới trên quy mô lớn.

Tổ hợp khổng lồ của những cánh quạt dùng để trích xuất CO2 từ không khí.

Tuy nhiên, có một vấn đề lớn với nhiên liệu thay thế của Carbon Engineering, cũng là thách thức của bất cứ phát minh nào về nguồn năng lượng mới, đó là chi phí sản xuất. Trong một bản báo cáo đánh giá năng lực sản xuất, công ty này đã chia sẻ rằng quy trình tổng hợp cho một tấn carbon dioxide sẽ mất khoảng 94 – 232 USD trong khi nguồn năng lượng hóa thạch chỉ vào khoảng 20 USD/thùng dầu thô, rẻ hơn rất nhiều so với công nghệ mới.

Công ty tuyên bố rằng trong tương lai họ có thể sản xuất nhiên liệu tổng hợp với giá khoảng 1 USD/lít khi quy mô sản xuất tăng lên. Họ cũng đang làm việc để giảm chi phí bằng cách sử dụng các quy trình và công nghệ công nghiệp có sẵn thay vì chế tạo lại.

Công ty Carbon Engineering thuộc sở hữu của nhiều nhà đầu tư tư nhân, trong đó có tỷ phú Bill Gates. Hiện tại, công nghệ này đang có được sự quan tâm đặc biệt của các ông lớn trong ngành khai thác dầu như tập đoàn Chevron và tập đoàn dầu khí Occidental.

Geoff Holmes, Giám đốc phát triển kinh doanh tại Carbon Engineering chia sẻ: A2F (Air to Fuels) hoàn toàn khả thi vì nó cần đất và nước ít hơn 100 lần so với nhiên liệu sinh học, và có thể được thu nhỏ và đặt ở bất cứ đâu. Nhưng để phổ biến thì sẽ phải giảm chi phí xuống ít hơn so với chi phí khai thác dầu hiện nay, và có thể sẽ khó khăn hơn khi vận động các nước tin và chuyển sang sử dụng loại nhiên liệu mới này.

Theo Vietnamnet.vn (14/2/2019)

Loại nhiên liệu lỏng mới được chế tạo có khả năng lưu giữ năng lượng mặt trời trong thời gian dài lên tới 18 năm.

Năng lượng mặt trời được cho là có lợi ích to lớn đối với việc bảo vệ môi trường, tạo ra thói quen sử dụng năng lượng sạch trong bối cảnh tài nguyên, các nguồn năng lượng truyền thống đang dần cạn kiệt. Tuy nhiên, việc lưu trữ loại năng lượng này trong thời gian dài hiện đang gặp phải nhiều khó khăn.

Mới đây, các nhà khoa học đến từ Đại học Công nghệ Chalmers (Thụy Điển) đã chế tạo thành công một loại nhiên liệu lỏng, được gọi là “nhiên liệu nhiệt mặt trời”. Loại nhiên liệu nỏng này có thể giúp lưu trữ năng lượng mặt trời trong khoảng thời gian lên đến 18 năm.

“Nhiên liệu nhiệt mặt trời giống như một viên pin có thể sạc lại. Nhưng thay vì điện năng, nhiên liệu này có thể lưu trữ ánh sáng mặt trời và tỏa ra nhiệt năng khi được kích hoạt”, Jeffrey Grossman, một kỹ sư trong nhóm nghiên cứu cho biết.

Loại nhiên liệu lỏng mới chế tạo có khả năng lưu giữ năng lượng mặt trời gần hai thập kỷ.

Được biết, loại nhiên liệu nêu trên thực tế là những phân tử ở dạng lỏng. Các phân tử này gồm có carbon, hydro và nitơ. Khi được tác động bởi ánh sáng mặt trời, chúng bắt đầu xảy ra phản ứng khiến liên kết giữa các nguyên tử bị thay đổi, sắp xếp lại và phân tử này biến thành một dạng đầy năng lượng của chính nó, được gọi là một đồng phân.

Năng lượng mặt trời khi đó được lưu trữ dưới dạng các liên kết hóa học mạnh bên trong đồng phân này. Ngay cả khi nhiệt độ giảm xuống nhiệt độ phòng, các liên kết này cũng không bị ảnh hưởng và nó có thể giữ nguyên trạng thái năng lượng trong hàng chục năm.

Khi cần sử dụng đến nguồn năng lượng này, con người chỉ cần đưa nhiên liệu lỏng qua môi trường chất xúc tác. Khi đó các liên kết bị phá vỡ và thay đổi trở về trạng thái phân tử ban đầu, đồng thời giải phóng ra nguồn năng lượng dưới dạng nhiệt, tương đương với lúc mà nó được hấp thụ.

Cơ chế hoạt động của hệ thống nguyên mẫu nhiên liệu lỏng lưu giữ năng lượng mặt trời. 

Nguyên mẫu đầu tiên của hệ thống này đã được xây dựng và đặt trên nóc nhà của trường Đại học Công nghệ Chalmers. Các nhà nghiên cứu cho biết đã có rất nhiều nhà đầu tư tỏ ra quan tâm đến dự án nhiên liệu nhiệt mặt trời này. Đây rất có thể là nhiên liệu của tương lai, một phương pháp giá rẻ giúp lưu trữ năng lượng mặt trời.

Sau hàng loạt thử nghiệm, các nhà khoa học cho biết nhiên liệu nhiệt mặt trời của họ có thể lưu trữ hơn 250 Wh năng lượng mặt trời mỗi kg, gấp đôi công suất năng lượng pin Powerwall của Tesla.

Hiện tại, họ vẫn đang tiếp tục cải tiến loại nhiên liệu nhiệt mặt trời này, với hy vọng có thể làm tăng nhiệt lượng sản sinh ra ở mức tăng thêm 110 độ C, thay vì hơn 60 độ C như hiện nay.

Theo Science Alert/vietq.vn (28/1/2019)