Nhóm nhà khoa học tại Viện Công nghệ Hoàng gia KTH chế tạo các phiên bản gỗ với khả năng sản xuất điện, bên trái là phiên bản gỗ tự nhiên. Ảnh: Jonas Garemark
Nhóm kỹ sư tại Viện Công nghệ Hoàng gia KTH Thụy Điển tìm ra phương pháp mới để sản xuất điện nhờ cải tiến gỗ, New Atlas hôm 12/12 đưa tin. Họ tận dụng các quá trình tự nhiên diễn ra khi gỗ khô lại, nhưng tăng cường chúng để thu được đủ lượng điện cho đèn LED và các thiết bị nhỏ khác hoạt động.
Nghiên cứu mới xuất bản trên tạp chí Advanced Functional Materials, tập trung vào chuỗi hiện tượng diễn ra khi gỗ bị ướt, sau đó khô lại. Quá trình này gọi là thoát hơi nước, diễn ra ở mọi loại thực vật khi nước ngấm qua rồi bốc hơi, tạo ra một lượng nhỏ điện sinh học.
Những nỗ lực trước đây nhằm khai thác lượng điện này gặp trở ngại do mật độ năng lượng thấp. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu tại Viện Công nghệ Hoàng gia KTH Thụy Điển tin rằng họ đã giải quyết được vấn đề này bằng cách điều chỉnh thành tế bào gỗ.
Nhờ phương pháp xử lý mới với natri hydroxide, họ tạo ra các phiên bản có độ xốp cao, diện tích bề mặt lớn, khả năng thấm nước của thành tế bào cũng tốt hơn. Điều này giúp tăng điện tích bề mặt và sức vận chuyển nước qua vật liệu, giúp tăng khả năng sinh điện. Lượng điện sản xuất được cũng sẽ lớn hơn nhờ điều chỉnh mức pH của gỗ.
"Chúng tôi so sánh cấu trúc gỗ bình thường với vật liệu cải tiến về bề mặt, độ xốp, điện tích bề mặt và sức vận chuyển nước. Kết quả đo đạc cho thấy gỗ cải tiến có khả năng tạo ra điện cao gấp 10 lần gỗ tự nhiên", Yuanyuan Li, nhà khoa học tại Viện Công nghệ Hoàng gia KTH Thụy Điển, cho biết.
Gỗ cải tiến có công suất 1,35 microwatt trên mỗi cm2 với hiệu điện thế 1 volt. Nó có thể hoạt động ở mức này trong 2 - 3 tiếng và chịu được 10 chu kỳ nước trước khi bắt đầu giảm hiệu suất. Dù cần nghiên cứu thêm để ứng dụng trong thực tế, các nhà khoa học vẫn rất hào hứng với tiềm năng của công nghệ mới.
"Hiện tại, chúng tôi có thể chạy các thiết bị nhỏ như đèn LED hoặc máy tính bỏ túi. Nếu muốn cấp điện cho máy tính xách tay, chúng tôi sẽ cần khoảng một m2 gỗ dày 1 cm và 2 lít nước. Với một hộ gia đình bình thường, chúng tôi sẽ cần lượng vật liệu và nước lớn hơn nhiều, nên vẫn cần nghiên cứu thêm", Li nói.