Tuy nhiên, một trong những thách thức lớn nhất của điện mặt trời là việc các tấm năng lượng mặt trời ngừng hoạt động khi trời tối, dẫn đến khoảng trống giữa sản xuất năng lượng và nhu cầu sử dụng điện vào ban đêm.

Năng lượng mặt trời hiện nay vẫn dựa vào ánh sáng mặt trời

Hiện tại, chưa có cách nào để sản xuất điện từ ánh sáng mặt trời vào ban đêm. Các giải pháp hiện có chủ yếu dựa vào việc lưu trữ năng lượng trong pin, nhưng các nhà khoa học đang tìm kiếm những phương pháp hiệu quả hơn. Một trong những cách tiếp cận mới là sử dụng gỗ balsa, một loại gỗ nhẹ và xốp, nhờ vào khả năng cách nhiệt và cấu trúc xốp tự nhiên của nó.

Được công bố trên tạp chí Advanced Energy Materials, phát hiện do nhóm các nhà khoa học từ Trung Quốc thực hiện có thể khắc phục điểm yếu lớn nhất của năng lượng mặt trời, cho phép tạo ra điện mặt trời ngay cả khi không có ánh sáng. Cụ thể, nhóm đã cải tiến cấu trúc của gỗ balsa để nó có khả năng hấp thụ ánh sáng mặt trời và lưu trữ dưới dạng nhiệt.

Cách biến gỗ thành nguồn điện

Để tối ưu hóa khả năng hấp thụ ánh sáng, các nhà nghiên cứu đã loại bỏ lignin, một phân tử giúp cây đứng thẳng, từ gỗ balsa. Sau đó, họ xử lý bề mặt gỗ bằng cách phủ lên các tấm phosphorene đen siêu mỏng nhằm tăng cường khả năng dẫn điện và hấp thụ ánh sáng. Để bảo vệ phosphorene khỏi oxy hóa, các nhà khoa học đã bọc nó bằng axit tannic và ion sắt.

Gỗ balsa sẽ hấp thụ ánh sáng mặt trời thành nhiệt trước khi phát điện trở lại bằng máy phát nhiệt điện

Ngoài ra, nhóm nghiên cứu còn thêm các hạt nano bạc để tăng cường khả năng tương tác với ánh sáng mặt trời và sử dụng các chuỗi hydrocarbon để lưu trữ năng lượng. Cuối cùng, họ lấp đầy các kênh bên trong gỗ bằng axit stearic, giúp lưu trữ nhiệt và giải phóng nó khi cần thiết.

Khi thử nghiệm, gỗ balsa đã cho thấy khả năng chuyển hóa khoảng 91,2% ánh sáng mặt trời thành nhiệt, hiệu quả hơn gần 3,9 lần so với gỗ tự nhiên. Sử dụng máy phát điện nhiệt điện, loại gỗ này có thể tạo ra tới 0,65 volt điện trong một chu kỳ ánh sáng mặt trời. Đặc biệt, nó cũng cho thấy độ bền cao, duy trì hiệu suất ổn định qua 100 chu kỳ làm nóng và làm nguội.

Mặc dù kết quả vẫn còn ở giai đoạn sơ bộ nhưng nghiên cứu này mở ra triển vọng cho việc phát triển một nguồn năng lượng sạch, hiệu quả và thân thiện với môi trường, có khả năng thu hoạch năng lượng mặt trời và chuyển đổi nó thành điện năng vào ban đêm.