Tin KH & CN Thế giới

Lớp phủ Graphene trên cảm biến đóng vai trò như máy phát điện tí hon (03/08/2011)

Các nhà nghiên cứu tại Viện bách khoa Rensselaer, Hoa Kỳ, đã phát triển phương pháp mới để thu hoạch năng lượng từ dòng nước chảy. Phát hiện này nhằm mục đích đẩy nhanh việc tạo ra các vi cảm tự cấp nguồn cho hoạt động thăm dò dầu khí chính xác hơn và ít tốn kém và hiệu quả hơn. Dưới sự dẫn dắt của giáo sư Nikhil Koratkar làm việc tại Viện bách khoa Rensselaer, Hoa Kỳ, các nhà nghiên cứu điều tra cách thức luồng nước chảy trên bề mặt phủ một lớp graphene vật liệu nano có thể tạo ra một lượng điện nhỏ. Nhóm nghiên cứu đã thành công trong việc tạo ra 85 nanowatts năng lượng từ một tấm graphene với chiều dài 0,03mm, và chiều rộng 0,015mm. Lượng năng lượng này có đủ để vận hành cảm biến điện nhỏ được đặt vào nước hoặc các chất lỏng khác và bơm xuống giếng dầu tiềm năng, theo Koratkar. Khi cảm biến di chuyển, đồng thời nước cũng sẽ được tiêm qua các vết nứt xuất hiện tự nhiên và các đường nứt sâu trong lòng đất, các thiết bị cảm biến phát hiện sự hiện diện của hydrocarbon và giúp phát hiện ra túi ẩn (của dầu và khí tự nhiên). Khi nước chảy qua thiết bị cảm biến phủ graphene, lớp phủ này sẽ hoạt động như một máy phát điện nano để cung cấp nguồn điện cần thiết duy trì hoạt động của cảm biến. Nguồn năng lượng này cần thiết giúp các cảm biến thu thập dữ liệu và chuyển tiếp thông tin trở lại mặt đất. "Không thể cung cấp năng lượng cho các vi cảm biến này bằng loại pin thông thường, bởi thiết bị cảm biến quá nhỏ. Cho nên, chúng ta tạo ra lớp phủ graphene vật liệu nano trên thiết bị cảm biến, cho phép biến chuyển động của nước, thành năng lượng điện," theo Koratkar, giáo sư trong phân ban cơ khí, ngành hàng không vũ trụ, và kỹ thuật hạt nhân và phân ban khoa học vật liệu và Kỹ thuật, trường Kỹ thuật Rensselaer. "Trong khi ảnh hưởng tương tự đã được theo dõi cho ống nano carbon, thì đây là một trong những nghiên cứu đầu tiên với lớp phủ graphene vật liệu nano. Lớp phủ graphene vật liệu nano có khả năng tạo ra lượng năng lượng ít nhất là dưới dạng luỹ thừa 10 nhiều hơn so với ống nano carbon. Hơn nữa, lợi thế của lớp phủ graphene vật liệu nano là tính linh hoạt, có thể quấn quanh hầu hết các hình học hay hình dạng bất kỳ."

Nguồn khoahoc.com