Khi nhiệt độ mùa hè ở Osaka, Nhật Bản, leo thang gần ngưỡng 38 độ C, các nhân viên tại Triển lãm Thế giới (Expo 2025) đã tìm đến giải pháp chống nóng độc đáo: áo vest tích hợp năng lượng mặt trời. Phát minh này là sự hợp tác giữa công ty Toyoda Gosei thuộc Tập đoàn Toyota, startup Enecoat Technologies và nhà sản xuất dệt may Seiren. Điểm đặc biệt của chiếc áo là các tấm pin mặt trời mỏng nhẹ như phim, mỗi tấm chưa đến 4 gram, nhẹ hơn cả một tờ giấy. Chúng cung cấp năng lượng cho một chiếc quạt đeo cổ, giúp làm mát cơ thể người mặc.
Điểm khác biệt của các “phim” năng lượng này so với các tấm silicon truyền thống (chiếm lĩnh 98% thị trường năng lượng mặt trời) nằm ở vật liệu cấu thành. Chúng được làm từ perovskite, một họ tinh thể có cấu trúc đặc trưng. Pin mặt trời perovskite nổi bật với trọng lượng nhẹ, chi phí sản xuất thấp và khả năng hấp thụ dải ánh sáng rộng hơn, bao gồm cả ánh sáng khả kiến và cận hồng ngoại. Theo ông Shinichiro Fuki, giám đốc nhóm tại Toyoda Gosei, chúng thậm chí có thể sạc điện “dưới bóng râm, trong thời tiết nhiều mây và mưa”.
Trong điều kiện phòng thí nghiệm, phim năng lượng mặt trời của Enecoat đã đạt hiệu suất 21,2%, nghĩa là khoảng một phần năm năng lượng mặt trời được chuyển đổi thành điện năng. Hiện tại, công nghệ này đang được thử nghiệm thực tế tại Expo. Nhóm nghiên cứu thu thập dữ liệu hàng ngày về phản ứng của nó với các điều kiện khí hậu khác nhau như bức xạ mặt trời và nhiệt độ, cũng như hiệu suất của pin di động mà tấm phim kết nối vào, dự kiến sạc đầy trong khoảng 5-10 giờ.
Ông Fuki nhấn mạnh rằng dự án này là “sáng kiến đầu tiên trên thế giới” tích hợp pin mặt trời perovskite vào thiết bị mặc trên người. Ông chia sẻ thêm: “Chúng tôi hy vọng những người làm việc trong môi trường khó tiếp cận nguồn điện sẽ sử dụng nó.”
Áo vest chỉ là một trong số những ứng dụng của vật liệu perovskite tại triển lãm. Công ty Ba Lan Saule Technologies đã triển khai tế bào năng lượng mặt trời cong trên các “cột thông minh” để cung cấp điện cho đèn đường, camera an ninh, biển hiệu kỹ thuật số và sạc không dây. Bên cạnh đó, công ty Nhật Bản Sekisui Chemical cũng giới thiệu tấm phim năng lượng mặt trời siêu mỏng (chỉ một milimet) trên nóc bến xe buýt tại sự kiện.
Nhật Bản đang đầu tư mạnh mẽ vào công nghệ perovskite để đạt được mục tiêu đầy tham vọng là tạo ra 20 gigawatt năng lượng mặt trời vào năm 2040, tương đương với công suất của khoảng 20 nhà máy điện hạt nhân thông thường. Đất nước này hiện là nhà sản xuất i-ốt lớn thứ hai trên thế giới, một thành phần quan trọng trong sản xuất perovskite. Địa hình đồi núi đặc trưng của Nhật Bản cũng là một yếu tố thúc đẩy sự phát triển của công nghệ này, vì nó giúp khắc phục hạn chế về diện tích đất bằng phẳng cần thiết cho các trang trại năng lượng mặt trời truyền thống.
Mặc dù có nhiều ưu điểm vượt trội, perovskite vẫn còn một số hạn chế. Vật liệu này xuống cấp nhanh hơn so với silicon khi tiếp xúc với nhiệt, độ ẩm hoặc tia UV, dẫn đến giảm hiệu suất trong vòng vài năm, vài tháng, hoặc thậm chí vài tuần. Các nhà nghiên cứu đang tích cực tìm kiếm các giải pháp để tăng độ bền của perovskite, chẳng hạn như thêm chất ổn định hoặc sử dụng lớp bọc bảo vệ như kính.
Admin
Nguồn: VnExpress
