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
[E-Magazine] Nới rộng khoảng cách sinh tử bằng công nghệ cảnh báo thiên tai

[E-Magazine] Nới rộng khoảng cách sinh tử bằng công nghệ cảnh báo thiên tai

Những cơn bão dữ, lũ quét, sạt lở đất thời gian qua tại Việt Nam đã để lại những vết hằn tang thương, hàng trăm người thiệt mạng, hàng chục nghìn ngôi nhà bị cuốn trôi, thiệt hại hàng chục nghìn tỷ đồng. Trong khi đó, khoảng cách công nghệ dự báo, cảnh báo giữa Việt Nam với các quốc gia tiên tiến vẫn còn lớn. Đâu là bài học, đâu là lối thoát?
Trung thu 2025: Hàng Mã đông nghịt người, đồ chơi truyền thống "lên ngôi"

Trung thu 2025: Hàng Mã đông nghịt người, đồ chơi truyền thống "lên ngôi"

Chỉ còn ít ngày nữa là đến Rằm tháng Tám nên phố Hàng Mã chật kín người đi chơi, mua sắm. Các sản phẩm thủ công truyền thống vẫn được nhiều gia đình ưu tiên lựa chọn, góp phần làm nên nét đặc trưng của mùa Trung thu Hà Nội.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 5/10/2025: Tuổi Dần khá thuận lợi, tuổi Sửu tình cảm khó khăn

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 5/10/2025: Tuổi Dần khá thuận lợi, tuổi Sửu tình cảm khó khăn

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 5/10/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Rà soát di tích, danh lam thắng cảnh và điểm du lịch sau bão số 10

Rà soát di tích, danh lam thắng cảnh và điểm du lịch sau bão số 10

Bộ Văn hóa, Thể thao và Du lịch (VHTTDL) vừa có Công điện gửi các địa phương về việc khẩn trương hỗ trợ nhân dân khắc phục hậu quả bão số 10, mưa lũ sau bão và tăng cường kiểm soát hoạt động du lịch.
Tổng Giám đốc Petrolimex: Việc sắp xếp lại mô hình tổ chức đã diễn ra thuận lợi, thành công

Tổng Giám đốc Petrolimex: Việc sắp xếp lại mô hình tổ chức đã diễn ra thuận lợi, thành công

Sau khi sắp xếp, tinh giản, Tập đoàn Xăng dầu Việt Nam (Petrolimex) chỉ còn 34 công ty xăng dầu thuộc 34 tỉnh/thành phố (giảm 17 công ty) kể từ 1.10.2025.
USB4 biến IMAGO AGE-X6 thành nền tảng thị giác có khả năng mở rộng

USB4 biến IMAGO AGE-X6 thành nền tảng thị giác có khả năng mở rộng

Máy tính công nghiệp IMAGO AGE-X6 được trang bị bốn cổng USB4 cho khả năng mở rộng tốc độ cao, hỗ trợ trí tuệ nhân tạo (AI), phân tích thời gian thực và các mạng camera tiên tiến.
Sức mạnh hội tụ IT-OT: Bệ phóng đổi mới trong sản xuất hiện đại

Sức mạnh hội tụ IT-OT: Bệ phóng đổi mới trong sản xuất hiện đại

Trong kỷ nguyên Công nghiệp 4.0, ranh giới giữa Công nghệ thông tin (IT) và Công nghệ vận hành (OT) ngày càng mờ nhạt. Sự hội tụ IT-OT không chỉ giúp kết nối hệ thống quản trị doanh nghiệp với các quy trình sản xuất thực tế, mà còn tạo ra nền tảng đổi mới gia tăng hiệu quả và nâng cao khả năng cạnh tranh.
Hoàn thiện hồ sơ đề cử Khu di tích khảo cổ Óc Eo - Ba Thê là di sản văn hóa thế giới

Hoàn thiện hồ sơ đề cử Khu di tích khảo cổ Óc Eo - Ba Thê là di sản văn hóa thế giới

Văn phòng Chính phủ có văn bản số 9256/VPCP-KGVX ngày 28/9/2025 truyền đạt ý kiến của Phó Thủ tướng Chính phủ Mai Văn Chính về việc gửi Hồ sơ đề cử “Khu di tích khảo cổ Óc Eo - Ba Thê, tỉnh An Giang” (bản dự thảo) tới Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa của Liên Hiệp quốc (UNESCO) để đề nghị công nhận là Di sản văn hóa thế giới.
Tin tức ngân hàng nổi bật tuần qua: Agribank duy trì lãi suất huy động cho khách hàng cá nhân​​​​​​​

Tin tức ngân hàng nổi bật tuần qua: Agribank duy trì lãi suất huy động cho khách hàng cá nhân​​​​​​​

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 tiên phong tuân thủ Thông tư 14; Agribank duy trì lãi suất huy động cho khách hàng cá nhân; VPBank kháng cáo vụ “thoát nợ” 5 tỷ...
Ứng dụng AI trong phát triển nông nghiệp, nhiều tỉnh ghi nhận kết quả vượt bậc

Ứng dụng AI trong phát triển nông nghiệp, nhiều tỉnh ghi nhận kết quả vượt bậc

Khi chuyển đổi số trở thành xu thế tất yếu, ngành nông nghiệp buộc phải chuyển mình, ứng dụng công nghệ cao, đặc biệt là AI vào quá trình chăn nuôi, trồng trọt. Việc ứng dụng công nghệ cao vào sản xuất nông nghiệp, đã giúp ngành nông nghiệp ở nhiều tỉnh phát triển mạnh mẽ, ghi nhận nhiều kết quả vượt bậc.
song-gia-tri