Cách mới chuyển nhiệt năng sang điện năng ít gây ô nhiễm

Các nhà nghiên cứu vừa tạo ra một loại vật liệu mới có thể giúp ngành công nghiệp nhiệt điện bước thêm một bước tiến mới. Nhờ vào phương pháp mới này, các nhà máy sản xuất điện có thể hoạt động tốt hơn và ít gây ô nhiễm môi trường hơn trong tương lai.

Một nhóm các nhà nghiên cứu đến từ Đại học Houston, Đại học Cambridge và Đại học bang Morgan đã giới thiệu một loại nhiên liệu mới cho ngành nhiệt điện. Nhiên liệu này cung cấp gấp đôi sản lượng điện so với những nhiên liệu sử dụng trước đây.

Trong các nhà máy sản xuất điện thông thường ngày nay, họ chủ yếu sử dụng nhiên liệu than và các nhiên liệu hóa thạch. Nhiệt năng tạo ra từ chúng sẽ biến thành năng lượng điện, nhưng một phần bị thất thoát vào khí quyển, gây các hiệu ứng không tốt về môi trường như hiệu ứng nhà kính, khiến Trái Đất nóng lên.

Chú thích hình:Các nhà máy nhiệt điện sản xuất điện bằng cách chuyển đổi nhiệt năng thành điện năng. Tuy nhiên có một phần không nhỏ nhiệt năng thất thoát vào khí quyển gây sự nóng lên toàn cầu. Ảnh: Jrg Weimann/EyeEm.

Nhiên liệu sử dụng trong nhiệt điện được xem là hiệu quả khi hệ số năng suất của nó vào khoảng 40. Những nhiên liệu nào có hệ số thấp hơn đều không hiệu quả và gây lãng phí cũng như ô nhiễm. Loại nhiên liệu mới này là hợp chất của nibium, sắt, antimon, niobi và titan, có hệ số năng suất lên đến 106.

Hệ số năng suất này được tính toán dựa trên các yếu tố hiệu quả khi chuyển đổi thành điện, sự ít thất thoát nhiệt vào khí quyển, cùng nhiều yếu tố khác. Loại hợp chất mới này ra đời từ ý tưởng giảm càng nhiều càng tốt lượng nhiệt năng khổng lồ đi vào bầu khí quyển mỗi năm.

Với hệ số năng suất vượt trội, chỉ cần mỗi centimet vuông loại hợp chất này có thể tạo ra 22 watt năng lượng điện, trong khi cùng một diện tích của loại vật chất cũ chỉ tạo ra khoảng 5 watt. Nếu đẩy nhiệt độ lên mức 1090 độ C, năng suất của loại nhiên liệu mới này sẽ vô cùng vượt trội.

Tuy nhiên, loại nhiên liệu này không thật sự hiệu quả do giá thành cao và việc tạo nên hợp chất cần sử dụng nhiều những chất thô ban đầu. Tuy nhiên, sản xuất điện bằng loại nhiên liệu này có thể giảm thiểu lượng khí thải phát ra trong quá trình sản xuất, từ đó góp phần giảm ô nhiễm khí hậu.

Trong tương lai, các nhà khoa học sẽ tiếp tục cải thiện hiệu suất chuyển đổi năng lượng của loại nhiên liệu này, để giúp nó trở thành loại nhiên liệu vừa tiết kiệm vừa năng suất. Ngoài ra, các nhà khoa học cũng không ngừng tìm kiếm và tạo ra những loại nhiên liệu mới, để sản xuất năng lượng mà không gây ô nhiễm môi trường.

Quang Niên (Dịch từ Popular Mechanics)