acecook

Xi măng tái tạo năng lượng: Vật liệu xây dựng có thể tích trữ điện và phục hồi hiệu suất

Công nghiệp năng lượng
12/09/2025 18:12
Nhóm nghiên cứu đến từ Đại học Aarhus, Đan Mạch vừa giới thiệu một loại vật liệu xây dựng đặc biệt có thể tích trữ năng lượng. Đó là xi măng “sống”, có khả năng lưu trữ điện như pin, đồng thời có thể tái kích hoạt hiệu suất khi được cung cấp dưỡng chất cần thiết, mở ra hướng đi mới cho xây dựng xanh và đô thị thông minh.
aa
Nguồn nguyên liệu bất ngờ để sản xuất hydro xanh giúp giảm tới 27% năng lượng điện

Giờ đây, viễn cảnh về một ngôi nhà không chỉ dừng lại ở việc che nắng che mưa mà còn tự chủ động duy trì năng lượng cho các hoạt động thường ngày có lẽ đã không còn xa vời.

Bê tông “sống” hứa hẹn sẽ đem đến nhiều tiềm năng cho xây dựng xanh và hạ tầng bền vững. Ảnh: Jung Getty/Getty Images
Bê tông “sống” hứa hẹn sẽ đem đến nhiều tiềm năng cho xây dựng xanh và hạ tầng bền vững. Ảnh: Jung Getty/Getty Images

Vật liệu thụ động trở thành “pin hạ tầng” sinh học

Trong công bố trên Tạp chí Cell Reports Physical Science, các nhà khoa học đã tích hợp vi khuẩn Shewanella oneidensis vào xi măng. Loài vi sinh này tạo nên mạng lưới dẫn điện tự nhiên, biến khối vật liệu vốn chỉ dùng để chịu lực như xi măng thành một dạng siêu tụ điện sinh học.

“Chúng tôi đã kết hợp đặc tính kết cấu của xi măng với công năng của vi sinh. Kết quả là một vật liệu vừa có thể chịu tải, vừa lưu trữ năng lượng và thậm chí phục hồi hiệu suất khi được cung cấp dưỡng chất”, tiến sĩ Qi Luo, trưởng nhóm nghiên cứu cho biết. Trong quá trình thử nghiệm, chỉ sáu khối xi măng nối tiếp đã đủ để thắp sáng một bóng đèn LED, chứng minh khả năng tích trữ năng lượng ngay cả trong điều kiện khắc nghiệt như giá lạnh hoặc nắng gắt. Ở quy mô lớn hơn, một căn phòng xây bằng loại vật liệu này có thể lưu trữ khoảng 10 kWh, tương đương với nhu cầu vận hành của một máy chủ doanh nghiệp trong một ngày.

Khái niệm cơ bản, đặc tính vi sinh và quy trình chế tạo của Xi măng “sống”. Ảnh: Cell Reports Physical Science (2025).
Khái niệm cơ bản, đặc tính vi sinh và quy trình chế tạo của Xi măng “sống”. Ảnh: Cell Reports Physical Science (2025).

Giải pháp lưu trữ an toàn và bền vững hơn pin truyền thống

Khác với pin hóa học dùng chất điện phân lỏng dễ cháy và xuống cấp theo thời gian, xi măng tích điện tận dụng chính ma trận vật liệu làm giá thể, nơi vi khuẩn tạo ra các “đường dẫn” electron vi mô. Khi nạp, các hạt mang điện được giữ lại; khi xả, chúng giải phóng năng lượng cho thiết bị tiêu thụ. Vận hành theo nguyên lý siêu tụ điện, hệ thống vừa sạc - xả nhanh, vừa bền cơ học và có thể mở rộng theo kích thước công trình.

Để duy trì hiệu suất lâu dài, nhóm nghiên cứu đã thiết kế mạng vi lưu phân phối dưỡng chất nuôi vi khuẩn, giúp chúng hoạt động ổn định thay vì suy yếu theo thời gian. Nhờ cơ chế này, vật liệu duy trì tuổi thọ vượt trội so với pin lithium-ion vốn nhanh chóng giảm công suất sau vài trăm chu kỳ. Bản chất trạng thái rắn loại bỏ nguy cơ rò rỉ hay cháy nổ, trong khi độ bền vốn có của xi măng giúp vật liệu thích nghi tốt với môi trường xây dựng. Kết hợp với chi phí thấp và nguồn vi sinh tự nhiên, đây được coi là một giải pháp lưu trữ năng lượng quy mô hạ tầng vừa tiết kiệm vừa an toàn vừa bền vững với thời gian.

Tương lai công trình tự chủ năng lượng

Điểm hấp dẫn nhất của công nghệ xi măng tích điện nằm ở triển vọng ứng dụng thực tiễn. Trong nghiên cứu, loại vật liệu này đạt mật độ năng lượng 178,7 Wh/kg và mật độ công suất 8,3 kW/kg, hiệu suất vượt trội so với các siêu tụ điện xi măng trước đây. Hệ thống cũng chứng minh độ bền đáng nể khi giữ được 85% dung lượng sau 10.000 chu kỳ sạc – xả, đồng thời có thể phục hồi tới 80% hiệu suất nhờ cơ chế tái kích hoạt bằng mạng vi lưu cung cấp dưỡng chất.

“Đây không chỉ là một thí nghiệm trong phòng lab,” Qi Luo nhấn mạnh. “Chúng tôi hình dung công nghệ này sẽ được tích hợp trực tiếp vào các công trình thực tế, từ tường nhà, nền móng cho đến cầu đường, nơi nó có thể hỗ trợ nguồn năng lượng tái tạo như điện mặt trời bằng cách lưu trữ ngay tại chỗ.” Trong bối cảnh năng lượng tái tạo ngày càng phổ biến nhưng thiếu giải pháp lưu trữ bền vững, xi măng tích điện mở ra một cách tiếp cận khác: tận dụng vật liệu phổ biến, dễ thi công và có thể “bảo dưỡng bằng dinh dưỡng” thay vì thay mới như pin truyền thống.

Nếu các mảnh ghép kỹ thuật tiếp tục được hoàn thiện, tương lai không xa, thay vì “lắp pin”, chúng ta đổ chúng cùng với bê tông. Và khi đó, khái niệm “công trình thụ động” có lẽ sẽ lùi vào quá khứ, nhường chỗ cho một thế hệ hạ tầng vừa chịu lực, vừa tham gia vận hành hệ năng lượng của chính nó.

Võ Thế Quân (Theo InterestingEngineering, TechXplore)

mca
Tin bài khác
Nhận định phiên giao dịch ngày 12/11: Hạn chế mua đuổi tại các nhịp kéo rướn trong phiên

Nhận định phiên giao dịch ngày 12/11: Hạn chế mua đuổi tại các nhịp kéo rướn trong phiên

Phiên giao dịch ngày 11/11 hồi phục sau ba phiên giảm liên tiếp, VN-Index tăng hơn 13 điểm nhờ lực kéo từ nhóm cổ phiếu lớn như Vingroup, SSI, VNM. Dù sắc xanh lan tỏa, thanh khoản vẫn ở mức thấp, giới phân tích khuyến nghị nhà đầu tư hạn chế mua đuổi tại các nhịp kéo rướn trong phiên, chờ tín hiệu xu hướng rõ ràng trước khi giải ngân
Quy định về định dạng thông tin cho chứng thư chữ ký số

Quy định về định dạng thông tin cho chứng thư chữ ký số

Bộ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ đã ban hành Thông tư 28/2025/TT-BKHCN quy định định dạng thông tin trên chứng thư chữ ký số.
Thị trường chứng khoán ngày 11/11: Chứng khoán, bất động sản, ngân hàng đồng thuận, VN Index bật tăng hơn 13 điểm

Thị trường chứng khoán ngày 11/11: Chứng khoán, bất động sản, ngân hàng đồng thuận, VN Index bật tăng hơn 13 điểm

Sau ba phiên “bốc hơi” liên tiếp, thị trường bất ngờ ngược dòng trong phiên 11/11 khi VN Index bật tăng hơn 13 điểm. Tuy nhiên, niềm vui của nhà đầu tư vẫn xen lẫn lo lắng khi thanh khoản tiếp tục èo uột, tín hiệu cho thấy dòng tiền lớn vẫn đang đứng ngoài.
Thủ tướng: Phát triển kinh tế xanh, kinh tế số là yêu cầu bắt buộc trong kỷ nguyên mới

Thủ tướng: Phát triển kinh tế xanh, kinh tế số là yêu cầu bắt buộc trong kỷ nguyên mới

Chiều 10/11, tại Hà Nội, Thủ tướng Chính phủ Phạm Minh Chính dự Diễn đàn Doanh nghiệp Việt Nam (VBF) thường niên 2025 với chủ đề “Doanh nghiệp đồng hành với Chính phủ: Chuyển đổi xanh trong kỷ nguyên số”.
Viettel ký kết hợp tác chiến lược với Ordefence Systems tại Triển lãm Quốc phòng & An ninh 2025

Viettel ký kết hợp tác chiến lược với Ordefence Systems tại Triển lãm Quốc phòng & An ninh 2025

Thỏa thuận hợp tác chiến lược giữa Viettel và Ordefence Systems Limited, ký tại Triển lãm Quốc phòng & An ninh 2025 ở Thái Lan, không chỉ mở ra hướng đi mới trong lĩnh vực công nghiệp quốc phòng mà còn khẳng định vị thế của doanh nghiệp Việt Nam trên bản đồ công nghệ quốc phòng toàn cầu.
Tiêu chí đánh giá, xếp loại tạp chí khoa học

Tiêu chí đánh giá, xếp loại tạp chí khoa học

Bộ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ đã ban hành Thông tư số 27/2025/TT-BKHCN quy định về bài báo khoa học và đánh giá, xếp loại tạp chí khoa học Việt Nam.
Khởi nghiệp cần “dinh dưỡng”,  đổi mới sáng tạo cần “đầu tư kiên nhẫn”

Khởi nghiệp cần “dinh dưỡng”, đổi mới sáng tạo cần “đầu tư kiên nhẫn”

Sự lẫn lộn giữa hệ sinh thái khởi nghiệp (startup ecosystem) và hệ sinh thái đổi mới sáng tạo (innovation ecosystem) đang khiến nỗ lực chính sách của chúng ta vừa rối rắm vừa kém hiệu quả.
Nhận định phiên giao dịch ngày 11/11: Không vội mua đuổi trong nhịp hồi kỹ thuật nếu có

Nhận định phiên giao dịch ngày 11/11: Không vội mua đuổi trong nhịp hồi kỹ thuật nếu có

Phiên 10/11 chứng kiến VN-Index giảm sâu dưới áp lực bán mạnh ở nhóm cổ phiếu trụ, trong khi thanh khoản duy trì ở mức thấp và nhiều chỉ báo kỹ thuật vẫn tiêu cực. Giới phân tích cảnh báo nhà đầu tư không nên mua đuổi trong nhịp hồi kỹ thuật, mà nên tận dụng các nhịp tăng ngắn để cơ cấu danh mục và giữ tỷ trọng an toàn.
Volvo và Waabi trình diễn bước tiến mới của xe tải tự hành

Volvo và Waabi trình diễn bước tiến mới của xe tải tự hành

Waabi - công ty phát triển công nghệ trí tuệ nhân tạo vật lý (physical AI) và xe tải tự hành đã cùng Volvo Autonomous Solutions (Giải pháp Tự hành của Volvo) đạt được một cột mốc quan trọng trong ngành vận tải tự động. Hai bên đã tích hợp thành công hệ thống điều khiển “Waabi Driver” vào mẫu xe tải “Volvo VNL Autonomous”, đánh dấu bước tiến lớn trong việc hiện thực hóa công nghệ xe tải không người lái.
Huawei trở lại đường đua với Mate 70 Air - mỏng hơn, thông minh hơn, bền bỉ hơn

Huawei trở lại đường đua với Mate 70 Air - mỏng hơn, thông minh hơn, bền bỉ hơn

Sau Samsung và Apple, Huawei chính thức gia nhập cuộc đua smartphone siêu mỏng với mẫu Mate 70 Air - chiếc điện thoại mỏng nhất từng được hãng giới thiệu, dày chỉ 6,6 mm, nhưng gây bất ngờ nhờ viên pin dung lượng tới 6.500 mAh, lớn nhất trong phân khúc hiện nay.
song-gia-tri