acecook

Kính năng lượng mặt trời tự phục hồi đạt hiệu suất cao kỷ lục

Công nghiệp năng lượng
15/09/2025 15:52
Giữa làn sóng kiến trúc xanh và đô thị thông minh lan tỏa toàn cầu, các nhà khoa học Trung Quốc đã phát triển một loại kính năng lượng mặt trời có khả năng tự “chữa lành”. Đó là kính phát sáng mặt trời (luminescent solar concentrators - LSCs). Loại vật liệu mới có thể tái chế và duy trì tới 95% hiệu suất sau nhiều chu trình sử dụng, hứa hẹn mở ra hướng đi mới cho ngành xây dựng và năng lượng xanh.
aa
1.	Ảnh minh họa kính năng lượng mặt trời tự phục hồi. Ảnh: Laurel Glass
Ảnh minh họa kính năng lượng mặt trời tự phục hồi. Ảnh: Laurel Glass

Đột phá trong công nghệ kính năng lượng

LSC sử dụng vật liệu huỳnh quang bán trong suốt, hấp thụ một phần ánh sáng mặt trời, từ đó phát lại ánh sáng ở bước sóng khác và dẫn truyền tới các tế bào quang điện đặt ở mép kính để tạo ra điện năng. Nhờ cơ chế này, bề mặt kính không chỉ lấy ánh sáng tự nhiên như cửa sổ thông thường mà còn biến các tường kính, cửa sổ hay mái kính thành nguồn năng lượng tái tạo.

Mặc dù LSC vốn vượt trội hơn pin mặt trời truyền thống nhờ tính trong suốt và khả năng tích hợp vào các công trình, công nghệ này vẫn tồn tại nhiều hạn chế. Phần lớn các kính huỳnh quang trước đây được sản xuất bằng cách pha trộn các tinh thể siêu nhỏ (nanocrystals).

Hiệu quả của phương pháp này trong phòng thí nghiệm là không thể phủ nhận, thế nhưng sản xuất nanocrystal vừa tốn kém, vừa khó mở rộng quy mô lại tiêu tốn nhiều hóa chất và thời gian, trong khi tỷ lệ thành phẩm thấp. Ngoài ra, khi kính bị hư hỏng, các chất phát quang bên trong cũng không thể tái chế, buộc phải loại bỏ, dẫn đến lãng phí vật liệu.

Để khắc phục những hạn chế này, nhóm nghiên cứu của Giáo sư Xiyan Li tại Đại học Nankai, Trung Quốc đã phát triển một loại vật liệu phát quang vàng. Ở trạng thái bình thường, hợp chất này tồn tại dưới dạng bột huỳnh quang (phosphor), nhưng khi nung nóng sẽ chuyển thành dạng kính trong suốt, vừa duy trì đặc tính quang học, vừa dẫn ánh sáng tới các tế bào quang điện, biến bề mặt kính thành nguồn điện sạch.

Hiệu suất ấn tượng cùng khả năng tự phục hồi

Kính năng lượng mới đạt hiệu suất và độ bền ấn tượng ngay từ giai đoạn thử nghiệm. Các chuyên gia ghi nhận hiệu suất chuyển đổi điện năng và hiệu suất quang học cao, đồng thời vật liệu vẫn đảm bảo độ trong suốt cần thiết cho ứng dụng thực tế.

Đặc biệt, tấm kính còn có khả năng hấp thụ tia cực tím và phát quang mạnh mẽ, tối ưu hóa dẫn truyền ánh sáng tới các tế bào quang điện. Những đặc tính này được đánh giá cao trong lĩnh vực LSC, nơi hiệu năng vận hành quan trọng không kém tính thẩm mỹ và khả năng tích hợp kiến trúc.

Một điểm đột phá của công nghệ này là khả năng tái chế và tự phục hồi. Khi nung ở khoảng 200°C, kính có thể chuyển đổi linh hoạt giữa hai trạng thái phosphor và thủy tinh, qua đó khôi phục gần như nguyên trạng. “Thậm chí sau 10 chu trình chuyển đổi, các phosphor tái chế vẫn duy trì khoảng 95% hiệu suất phát quang ban đầu. Điều này cho phép vật liệu tiếp tục được sử dụng trong nhiều lĩnh vực với hiệu quả gần như tương đương phosphor mới tổng hợp”, nhóm nghiên cứu nhấn mạnh.

Sơ đồ LSC dựa trên vật liệu phát quang vàng. Ảnh: Nhóm nghiên cứu/ Light: Science & Applications.
Sơ đồ LSC dựa trên vật liệu phát quang vàng. Ảnh: Nhóm nghiên cứu/ Light: Science & Applications.

Triển vọng ứng dụng trong xây dựng và năng lượng

Theo giới chuyên môn, phát minh này không chỉ dừng lại ở phòng thí nghiệm mà còn mở ra nhiều hướng mới cho ngành công nghiệp xây dựng. Nếu sản xuất quy mô lớn, các tòa nhà, trung tâm thương mại hay công trình công cộng trong tương lai có thể được thiết kế với cửa sổ và vách kính vừa tận dụng ánh sáng tự nhiên, vừa tự tạo ra điện sạch. Những tấm kính này không chỉ bền lâu hơn các vật liệu năng lượng mặt trời hiện nay mà còn có khả năng tái chế và tự phục hồi, giúp giảm chi phí bảo trì và hạn chế lãng phí nguyên vật liệu.

Công nghệ kính năng lượng tự phục hồi kỳ vọng sẽ trở thành mắt xích quan trọng trong xu hướng xây dựng xanh, đô thị thông minh và năng lượng tái tạo. Trong bối cảnh Việt Nam hướng tới trung hòa carbon vào năm 2050, sản phẩm kính phát sáng mặt trời là một giải pháp đầy triển vọng, giúp góp phần giảm phụ thuộc vào nguồn điện hóa thạch, hướng tới hệ thống năng lượng bền vững và hiệu quả hơn trong tương lai.

Phương Như (Theo InterestingEngineering)

mca
Tin bài khác
Lớp da mềm giúp robot siêu nhỏ di chuyển trong môi trường phức tạp

Lớp da mềm giúp robot siêu nhỏ di chuyển trong môi trường phức tạp

Các nhà nghiên cứu tại Đại học UC San Diego vừa phát triển một lớp 'da' robot mềm, cho phép các robot dạng dây leo (chỉ rộng vài milimét) có thể luồn lách qua những con đường ngoằn ngoèo và các môi trường mỏng manh.
Lan tỏa tinh thần đại đoàn kết và giá trị di sản văn hóa Việt Nam

Lan tỏa tinh thần đại đoàn kết và giá trị di sản văn hóa Việt Nam

Tuần "Đại đoàn kết các dân tộc- Di sản Văn hóa Việt Nam” năm 2025 sẽ diễn ra từ ngày 18 đến 23/11 tại Làng Văn hóa-Du lịch các dân tộc Việt Nam (Đoài Phương, Hà Nội).
Robot mềm của UVA có thể

Robot mềm của UVA có thể 'đi' trên mặt nước

Hãy tưởng tượng một robot nhỏ xíu, không lớn hơn chiếc lá, lướt trên mặt ao như con nhện nước. Một ngày nào đó, các thiết bị như thế này có thể theo dõi chất ô nhiễm, thu thập mẫu nước hoặc trinh sát các khu vực ngập lụt quá rủi ro cho con người.
Công ước Hà Nội - Dấu ấn Việt Nam trong nỗ lực toàn cầu chống tội phạm mạng

Công ước Hà Nội - Dấu ấn Việt Nam trong nỗ lực toàn cầu chống tội phạm mạng

Lần đầu tiên trong lịch sử, tên Thủ đô Hà Nội được gắn với một công ước đa phương toàn cầu của Liên Hợp Quốc - Công ước về chống tội phạm mạng. Sự kiện Lễ mở ký diễn ra trong hai ngày 25-26/10 với sự góp mặt của lãnh đạo cấp cao các quốc gia và tổ chức quốc tế, thể hiện sự ghi nhận của cộng đồng quốc tế đối với vai trò và những đóng góp tích cực của Việt Nam trong thúc đẩy an ninh mạng toàn cầu.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 26/10/2025: Tuổi Tý vận may tài lộc, tuổi Ngọc đề phòng tiểu nhân

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 26/10/2025: Tuổi Tý vận may tài lộc, tuổi Ngọc đề phòng tiểu nhân

Những bí ẩn của khoa học đời sống là "món ăn" tinh thần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tử vi vòng quay công nghệ xem tử vi 12 con giáp ngày 26/10/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Chung tay bảo vệ và phát triển bền vững nghành nước Việt Nam

Chung tay bảo vệ và phát triển bền vững nghành nước Việt Nam

Theo báo cáo Vietnam’s Sector Spotlight Series của FiinRatings, thị trường nước sạch Việt Nam đang ghi nhận nhiều điểm sáng. Trong 10 năm qua, lượng nước sạch thương mại tăng trưởng bình quân 6,3% mỗi năm và được dự báo sẽ tiếp tục tăng 5 - 7% mỗi năm cho đến năm 2030, nhờ nhu cầu ngày càng cao từ hộ gia đình, sản xuất công nghiệp và thương mại.
Triển lãm Máy móc Nông nghiệp Quốc tế Trung Quốc 2025: Hợp tác, Hội nhập và Phát triển ngành Nông nghiệp Việt Nam

Triển lãm Máy móc Nông nghiệp Quốc tế Trung Quốc 2025: Hợp tác, Hội nhập và Phát triển ngành Nông nghiệp Việt Nam

Triển lãm Máy móc Nông nghiệp Quốc tế Trung Quốc (CIAME) 2025 sẽ diễn ra từ ngày 26 đến ngày 28 tháng 10 năm 2025 tại Trung tâm Triển lãm Quốc tế Vũ Hán, tỉnh Hồ Bắc, Trung Quốc. Đây là một trong những sự kiện hàng đầu thế giới về công nghệ và máy móc nông nghiệp, có sự tham dự của nhiều chuyên gia, nhà quản lãnh đạo, quản lý Việt Nam và quy tụ hàng nghìn doanh nghiệp, tổ chức và chuyên gia khác, từ hơn 20 quốc gia và vùng lãnh thổ.
Tin tức ngân hàng nổi bật tuần qua: Techcombank khẳng định “Thị trường vàng mở ra cơ hội đầu tư hấp dẫn"

Tin tức ngân hàng nổi bật tuần qua: Techcombank khẳng định “Thị trường vàng mở ra cơ hội đầu tư hấp dẫn"

Tuần qua, nhiều ngân hàng đã có những động thái quan trọng nhằm mở rộng dịch vụ và thu hút khách hàng với hàng loạt diễn biến đáng chú ý liên quan đến hoạt động kinh doanh, chiến lược nhân sự như: TPBank vượt mốc 450.000 tỷ đồng tài sản; NCB tăng vốn sớm hơn kế hoạch; CFO Techcombank khẳng định “Thị trường vàng mở ra cơ hội đầu tư hấp dẫn..."
Chiếu miễn phí phim Mưa đỏ và Tử chiến trên không tại Hội chợ Mùa Thu 2025

Chiếu miễn phí phim Mưa đỏ và Tử chiến trên không tại Hội chợ Mùa Thu 2025

Khán giả đến Hội chợ Mùa Thu 2025 sẽ có dịp thưởng thức miễn phí hai bộ phim Việt Nam được đánh giá cao trong năm - Mưa đỏ và Tử chiến trên không tại Trung tâm Triển lãm Quốc gia (Đông Anh, Hà Nội), từ ngày 26/10 đến 4/11.
Năm 2026 HUST giảm xét tuyển học bạ, giữ ổn định 3 phương thức tuyển sinh

Năm 2026 HUST giảm xét tuyển học bạ, giữ ổn định 3 phương thức tuyển sinh

Đại học Bách khoa Hà Nội (HUST) vừa công bố phương thức tuyển sinh 2026 với 9.880 chỉ tiêu, giữ ổn định 3 phương án gồm xét tuyển tài năng, xét điểm thi đánh giá tư duy, xét điểm thi tốt nghiệp THPT và 11 tổ hợp xét tuyển.
song-gia-tri