Giải pháp năng lượng xanh từ công nghệ phát điện nano ma sát

Từ những chuyển động rất nhỏ như bước chân, hơi thở hay nhịp tim, điện năng có thể được tạo ra. Công nghệ phát điện nano ma sát (TENGs) có thiết kế đơn giản, chi phí thấp và đạt hiệu quả cao đang mở ra một hướng đi mới cho năng lượng xanh, với nhiều ứng dụng thiết thực trong đời sống và công nghệ hiện đại.

Thực nghiệm vận hành máy phát điện nano ma sát.
Thực nghiệm vận hành máy phát điện nano ma sát.

Hiện nay, công nghệ phát điện ma sát đã trở thành hướng nghiên cứu tiềm năng thu hút được rất nhiều nhóm nghiên cứu trên thế giới tham gia. Điều này đã thôi thúc các nhà khoa học Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam (Viện Hàn lâm) chủ động nghiên cứu thành công đề tài “Nghiên cứu chế tạo và khảo sát tính chất của một số vật liệu, cấu trúc phát điện ma sát (TENGs)” thuộc lĩnh vực khoa học vật liệu và năng lượng. Đề tài do Giáo sư, Tiến sĩ Phan Ngọc Minh chủ trì với sự đóng góp chính của Phó Giáo sư, Tiến sĩ Lê Trọng Lư cùng một số nhà khoa học.

Để hoàn thiện hệ thống phát điện ma sát, nhóm tác giả nghiên cứu đã sử dụng nhiều vật liệu là các hợp chất polyme như: Polydimethylsiloxane (PDMS), nhựa Polytetrafluoroethylene (PTFE), Kapton; các loại polyme thông dụng khác như polystyren (PS), polyester (PET), polyurethane (PU) hoặc Polyhexamethylene guanidine (PHMG)… Cùng với việc sử dụng đa dạng, phong phú các loại vật liệu chế tạo TENGs, các phương pháp chế tạo khác nhau cũng được nhóm tác giả thử nghiệm như: đúc, in 3D, phun điện (electrospinning), gạt phủ.

Để hoàn thiện hệ thống phát điện ma sát, nhóm tác giả nghiên cứu đã sử dụng nhiều vật liệu là các hợp chất polyme như: Polydimethylsiloxane (PDMS), nhựa Polytetrafluoroethylene (PTFE), Kapton; các loại polyme thông dụng khác như polystyren (PS), polyester (PET), polyurethane (PU) hoặc Polyhexamethylene guanidine (PHMG)… Cùng với việc sử dụng đa dạng, phong phú các loại vật liệu chế tạo TENGs, các phương pháp chế tạo khác nhau cũng được nhóm tác giả thử nghiệm như: đúc, in 3D, phun điện (electrospinning), gạt phủ.

Đáng chú ý, trong số các phương pháp nêu trên, phương pháp in 3D và phun điện đã cho thấy những hiệu quả vượt trội. Phương pháp phun điện cho phép tạo màng nanofiber (sợi nano) từ dung dịch polymer dưới tác động của điện trường cao. Quá trình này tạo ra lớp vật liệu có diện tích bề mặt riêng cao, độ xốp lớn làm tăng hiệu suất tạo điện ma sát. Công nghệ in 3D tạo được những cấu trúc phức tạp, đa dạng về vật liệu, nhất là vật liệu nhựa; khắc phục được khó khăn trong thiết kế cấu trúc 3D mà các phương pháp chế tạo khác chưa thực hiện được.

Chia sẻ về kết quả nghiên cứu, Phó Giáo sư, Tiến sĩ Lê Trọng Lư cho biết, nhóm nghiên cứu đã chế tạo thành công bộ phát điện ma sát cho điện áp ra sau chỉnh lưu 288V, xung điện áp đỉnh 680V, xung dòng đỉnh 340μA và công suất 0,23W. Hệ thống hoạt động ổn định hơn 360.000 chu kỳ, có thể thắp sáng gần 100 bóng đèn LED.

Bộ phát điện ma sát chế tạo có thể cung cấp năng lượng cho các thiết bị cảm biến, hệ thống IoT hoặc sản phẩm tự cấp nguồn trong môi trường khắc nghiệt. Điều đó mở ra triển vọng ứng dụng cho các thiết bị cảm biến, hệ thống giám sát không dây vận hành độc lập, không cần pin. Điểm đặc biệt của công nghệ này là khả năng tận dụng chính hoạt động thường ngày của con người để tạo ra năng lượng. Không chỉ những chuyển động rõ rệt như bước chân, mà ngay cả hơi thở hay nhịp tim cũng có thể trở thành nguồn phát điện.

Bên cạnh các ứng dụng trong chăm sóc sức khỏe và thiết bị đeo thông minh, nhóm nghiên cứu đang hướng tới những mô hình ứng dụng quy mô lớn hơn như: phát triển mô-đun thu năng lượng từ bước chân tại những khu vực đông người để phục vụ chiếu sáng hoặc vận hành các hệ thống cảm biến; thu hồi năng lượng từ chuyển động của phương tiện giao thông, thông qua các thiết bị TENGs lắp đặt trên mặt đường hoặc tích hợp vào hạ tầng,...

Theo Giáo sư Trần Đại Lâm, thành viên Hội đồng nghiệm thu đề tài khoa học cấp Viện Hàn lâm, đây là hướng nghiên cứu mới có chất lượng khoa học tốt và tiềm năng ứng dụng trong thực tiễn. Quá trình thực hiện đề tài, nhóm nghiên cứu đã góp phần đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao trong lĩnh vực vật liệu và năng lượng, đồng thời có những công bố khoa học quốc tế uy tín. Đặc biệt, đề tài đã góp phần xây dựng được nhóm nghiên cứu về hướng nghiên cứu rất tiềm năng này ở Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.

Mặc dù quá trình thực hiện đề tài phát sinh những khó khăn, thách thức đòi hỏi nhóm tác giả phải tiếp tục nỗ lực nghiên cứu và hoàn thiện sản phẩm, song những kết quả nghiên cứu bước đầu về công nghệ phát điện nano ma sát cho thấy tiềm năng làm chủ công nghệ, cũng như khả năng phát triển các giải pháp năng lượng xanh phù hợp với điều kiện thực tiễn tại Việt Nam.

Có thể bạn quan tâm

Nghiên cứu vật liệu mới tại Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. (Ảnh: MẠNH XUÂN)

Tự chủ vật liệu mới trong kỷ nguyên công nghệ

Trong cuộc đua công nghệ toàn cầu, năng lực làm chủ vật liệu ngày càng quyết định sức cạnh tranh quốc gia. Với Việt Nam, thu hẹp khoảng cách giữa nghiên cứu và thị trường, phát triển hạ tầng, nhân lực và nâng cao năng lực làm chủ vật liệu lõi là điều kiện tiên quyết để hình thành ngành công nghiệp vật liệu tự chủ.

Dự báo về kinh tế dữ liệu tại Việt Nam.

Việt Nam trong cuộc đua kinh tế dữ liệu

Hiện nay, dữ liệu đã trở thành “dầu mỏ mới”, là “mạch máu” của nền kinh tế số toàn cầu. Vì vậy, kinh tế dữ liệu đang trở thành cuộc đua chiến lược mới giữa các quốc gia. Dữ liệu dự tính đóng góp tới 79 tỷ USD vào GDP Việt Nam đến năm 2030; đồng thời tạo ra doanh thu từ dự kiến cán mốc 80 tỷ USD vào cùng thời điểm.

Báo chí Quảng Ninh đổi mới sáng tạo trong kỷ nguyên số

Báo chí Quảng Ninh đổi mới sáng tạo trong kỷ nguyên số

Nhân kỷ niệm 101 năm Ngày Báo chí Cách mạng Việt Nam (21/6), ngày 12/6, Báo và Phát thanh, Truyền hình Quảng Ninh tổ chức tọa đàm “Báo chí Quảng Ninh đổi mới sáng tạo trong kỷ nguyên số” nhằm tạo diễn đàn trao đổi kinh nghiệm, truyền cảm hứng cho các phóng viên, biên tập viên về đổi mới sáng tạo trong hoạt động báo chí.

Quang cảnh hội thảo.

Vĩnh Long: Quản trị dữ liệu số là động lực để phát triển chính quyền số

Chiều 12/6, Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Vĩnh Long tổ chức hội thảo với chủ đề “Quản trị dữ liệu số-Động lực phát triển chính quyền số”. Hội thảo là diễn đàn quan trọng để các cơ quan quản lý và các chuyên gia hiến kế nhằm nâng cao năng lực quản trị, biến dữ liệu thành tài sản chiến lược phục vụ nhân dân và doanh nghiệp.

Võ Bá Thông, học sinh Trường Hy Vọng tham gia câu lạc bộ robotics và nuôi ước mơ trở thành kỹ sư.

Năm năm - Màu Hy Vọng: Nơi những đứa trẻ học cách lớn lên

Từ những ngày đầu còn khép mình, nhiều học sinh tại Trường Hy Vọng nay đã tự tin theo đuổi ước mơ, tham gia các sân chơi công nghệ, nghệ thuật và bước vào đại học. Sau 5 năm, ngôi trường không chỉ là nơi học tập mà trở thành môi trường giúp các em trưởng thành và định hình tương lai.

Trình diễn robot tại Diễn đàn quốc gia về phát triển doanh nghiệp công nghệ Việt Nam năm 2025.

Tự chủ công nghệ chiến lược và sức cạnh tranh quốc gia

Phó Thủ tướng Chính phủ Hồ Quốc Dũng vừa ký Quyết định số 23/2026/QĐ-TTg, ban hành Danh mục công nghệ cao được ưu tiên đầu tư phát triển và Danh mục sản phẩm công nghệ cao được khuyến khích phát triển, mở rộng định hướng ưu tiên cho nhiều công nghệ lõi, công nghệ chiến lược và sản phẩm công nghệ cao Make in Vietnam.

Quang cảnh hội thảo.

Vĩnh Long: Sở hữu trí tuệ đồng hành cùng nhà nông và doanh nghiệp

Chiều 11/6, Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Vĩnh Long tổ chức hội thảo với chủ đề: “Sở hữu trí tuệ đồng hành cùng nhà nông và doanh nghiệp”. Đây là một trong những hoạt động trọng tâm nhằm cụ thể hóa chủ trương của Ủy ban nhân dân tỉnh trong việc hưởng ứng Ngày Khoa học, Công nghệ và Đổi mới sáng tạo Việt Nam.

Việc đẩy mạnh đầu tư, triển khai các công nghệ y tế tiên tiến như robot phẫu thuật và hệ thống can thiệp điều trị hiện đại (Robot Modus V Synaptive) tại Bệnh viện Đa khoa Tâm Anh là một minh chứng cho vai trò của khu vực kinh tế tư nhân trong việc tiên phong đổi mới sáng tạo, làm chủ công nghệ hiện đại, góp phần hình thành và thúc đẩy phát triển lực lượng sản xuất mới trong lĩnh vực y tế.

Nghiên cứu về phương thức sản xuất mới trong thời kỳ chuyển đổi số, đổi mới sáng tạo

Khi lực lượng sản xuất tiến hóa đến một ngưỡng giới hạn, nó sẽ va chạm và xung đột gay gắt với cái vỏ chật hẹp của quan hệ sản xuất cũ. Cuộc khủng hoảng tất yếu ấy buộc xã hội phải thay đổi quan hệ sản xuất để mở đường cho một phương thức sản xuất mới, tiên tiến hơn ra đời.

Quang cảnh buổi tọa đàm.

Tập trung nguồn lực đào tạo nhân lực điện hạt nhân

Đào tạo nhân lực là một trong những điều kiện tiên quyết để phát triển điện hạt nhân. Các chuyên gia, nhà khoa học cho rằng cần xây dựng chương trình đào tạo theo chuẩn quốc tế, gắn với nhu cầu thực tiễn và yêu cầu sử dụng nhân lực của chương trình điện hạt nhân quốc gia.

Ngoài các kỹ năng chuyên môn, doanh nghiệp cũng chú trọng tới năng lực số, cũng như khả năng thích ứng và học hỏi. (Ảnh: PV)

Doanh nghiệp sẵn sàng trả mức đãi ngộ cao hơn để thu hút ứng viên có khả năng ứng dụng AI, năng lực số

Doanh nghiệp tại Việt Nam ghi nhận công cụ AI và các hoạt động đào tạo kỹ năng đóng góp nhiều nhất vào việc nâng cao năng suất lao động trong năm 2025 cũng như doanh nghiệp sẵn sàng trả mức đãi ngộ cao hơn để thu hút ứng viên có khả năng ứng dụng AI, năng lực số, và khả năng thích ứng, học hỏi.

Từ ngày 1/7/2026, tăng mức xử phạt với hành vi giả mạo trên mạng xã hội. (Ảnh minh họa)

Tạo dựng môi trường thông tin lành mạnh

Phòng An ninh mạng và phòng, chống tội phạm sử dụng công nghệ cao Công an tỉnh Ninh Bình vừa ra quyết định xử phạt vi phạm hành chính đối với một nữ du khách về hành vi cung cấp, chia sẻ thông tin giả mạo, sai sự thật, gây hoang mang dư luận.

Lãnh đạo tỉnh và xã Yên Bình ra mắt "thôn số". (Ảnh: THANH SƠN)

Lào Cai ra mắt “thôn số” tại xã Yên Bình

Chiều 9/6, tại thôn 6, xã Yên Bình, tỉnh Lào Cai tổ chức chương trình ra mắt mô hình điểm “thôn số”. Đây là mô hình “thôn số” thứ 2 của tỉnh Lào Cai, đánh dấu bước tiến quan trọng trong thực hiện Nghị quyết số 57-NQ/TW của Bộ Chính trị về phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số.

Các em nhỏ tại điểm trường Hát Khoang, xã Mường Mùn, tỉnh Điện Biên. (Ảnh: Thuỷ Nguyên)

Lừa đảo công nghệ cao nhắm vào trẻ em dịp hè

Mùa hè đến là khoảng thời gian học sinh có nhiều thời gian tiếp xúc với điện thoại, mạng xã hội, trò chơi trực tuyến. Đây cũng là thời điểm các đối tượng xấu gia tăng hoạt động trên không gian mạng với nhiều thủ đoạn tinh vi nhằm chiếm đoạt tài sản, đánh cắp thông tin hoặc xâm hại trẻ em.