Một nhóm kỹ sư đến từ Viện công nghệ Massachusetts (MIT) đã tạo ra một thiết bị đặc biệt giống như miếng bọt biển có thể đun sôi nước nhờ ánh sáng Mặt trời. Thiết bị này hứa hẹn có thể cung cấp một cách thức mới để làm nóng nước với chi phí thấp. Tất cả những thứ bạn cần là một miếng bọt biển đặc biệt, túi xốp bong bóng và ánh sáng Mặt trời.

George Ni - một trong 2 nhà nghiên cứu tạo ra sản phẩm này

Nhóm kỹ sư gồm sinh viên George Ni và Gang Chen - người đứng đầu Cục Cơ khí của MIT đã tạo ra một thiết bị đặc biệt giống như miếng bọt biển có thể đun sôi nước nhờ ánh sáng Mặt trời. Thiết bị này còn được biết đến với tên gọi là “máy phát điện hơi năng lượng Mặt trời”. Thiết bị cực kỳ tiết kiệm chi phí do không sử dụng gương hay thấu kính, thay vào đó, nó sử dụng một thiết kế giống như miếng bọt biển để có thể tận dụng ánh sáng Mặt trời xung quanh và có khả năng làm nóng nước lên đến nhiệt độ sôi 100⁰C.

Miếng bọt biển được sử dụng trong nghiên cứu này không giống như miếng bọt biển mà chúng ta vẫn sử dụng để lau chùi, cọ rửa bát. Năm 2014, nhóm nghiên cứu đã tạo ra được vật liệu giống miếng bọt biển được làm từ than chì và carbon. Nó có khả năng làm nóng nước đến nhiệt độ 100⁰C. Để đạt được nhiệt độ đó, họ đã cho thiết bị tiếp xúc với ánh sáng Mặt trời mạnh gấp 10 lần ánh sáng Mặt trời tự nhiên. Thiết bị mới đạt được điều tương tự chỉ bằng cách sử dụng ánh sáng Mặt trời xung quanh.

Chen và nhóm nghiên cứu đã xác định rằng, mặc dù than chì đen rất hiệu quả trong việc hấp thụ ánh sáng Mặt trời nhưng nó cũng có xu hướng giải phóng nhiệt trở lại môi trường. Chính vì thế, họ nghĩ đến việc tìm kiếm một loại vật liệu khác, loại có thể giữ ánh sáng Mặt trời hiệu quả hơn.

Thiết kế mới này sử dụng một tấm mỏng bằng đồng được phủ chất hấp thụ quang phổ có chọn lọc. Nó có khả năng hấp thụ bức xạ trong phạm vi nhìn thấy của phổ điện từ mà không phát xạ trong phạm vi hồng ngoại. Điều này cho phép hấp thụ ánh sáng Mặt trời hiệu quả mà không mất nhiệt. Sau khi gói vật liệu quanh một miếng xốp nổi cách nhiệt, nhóm nghiên cứu đã tích hợp túi xốp bong bóng vào thiết kế để ngăn nhiệt thoát ra ngoài thông qua quá trình chuyển động không khí, còn được gọi là sự đối lưu.

Mỗi lần hơi nước được sản xuất từ thiết bị, nó sẽ giải phóng từ một hoặc nhiều lỗ nhỏ trên bề mặt của miếng đồng và túi xốp bong bóng. George Ni - đồng tác giả của nghiên cứu - cho biết: “Chúng tôi có một bấc nhỏ đi qua xốp nhiệt vốn được kết nối với lỗ mở trên tấm đồng. Bấc này hút nước tới lỗ. Vì nước bay hơi trong lỗ này nên nó sẽ làm mát khu vực xung quanh, tương tự như con người tiết mồ hôi để làm mát cơ thể. Sự làm mát này sẽ hút nhiệt từ tấm đồng xung quanh. Tuy nhiên, các tấm đồng sẽ tiếp tục dẫn nhiệt Mặt trời tới lỗ để việc sản xuất hơi nước vẫn diễn ra bình thường”.

Khi hơi nước đi vào không khí, các túi khí trong túi xốp bong bóng giảm thiểu sự đối lưu và giảm mất nhiệt, sau đó lần lượt tăng nhiệt độ hoạt động của hệ thống. George Ni ví thiết bị với chiếc áo khoác mùa đông nặng nề giữ không khí mặc dù trong trường hợp này túi xốp bong bóng được sử dụng đặc biệt là do tính trong suốt của nó, cho phép ánh sáng Mặt trời đi vào hệ thống.

Ban đầu nhóm nghiên cứu cũng rất hoài nghi về ý tưởng này. Họ đã sử dụng túi xốp bong bóng trong suốt có bong bóng lớn hơn để tăng hiệu quả trong việc giữ không khí và họ nhận thấy rằng cách thức này có hiệu quả. Hiện tại, nhờ loại túi xốp bong bóng mà chúng ta không cần gương để hội tụ ánh sáng Mặt trời nữa.

Thông qua nhiều thí nghiệm, nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng, thiết bị này có thể làm nóng nước ngay cả trong những ngày lạnh hay u ám. Ngoài ra, nó có thể được sử dụng để khử trùng hay khử mặn nước biển.

(khampha.vn)