travelmag
travelmag
Thứ năm, 17/09/2020, 11:47 AM
  • Click để copy

Độc đáo công nghệ biến mồ hôi thành nhiên liệu pin sinh học

Các nhà khoa học đang nghiên cứu biến mồ hôi thành nhiên liệu bằng phương thức chuyển hóa mồ hôi tiết ra từ cơ thể người thành một loại nhiên liệu sinh học.

Nhu cầu biến mồ hôi thành nhiên liệu pin sinh học

Ai cũng thích có một chiếc đồng hồ thông minh hay những vật dụng điện tử có các tính năng tuyệt vời. Tuy nhiên, điều gây ra sự khó chịu duy nhất khi sử dụng các thiết bị điện tử này là liên tục phải sạc pin. Thời lượng pin của một thiết bị thường tỷ lệ thuận với kích thước của pin. Rõ ràng, pin càng lớn thì càng nặng và gây ra bất tiện.

Nhu cầu biến mồ hôi thành nhiên liệu pin sinh học

Nhu cầu biến mồ hôi thành nhiên liệu pin sinh học

Năng lượng yêu cầu cho những thiết bị thông minh có thể dao động từ 1 miliwatt đối với một chiếc máy đếm bước chân cơ bản cho đến hàng chục miliwatt đối với những chiếc đồng hồ hiện đại hơn. Các loại pin kích thước tính bằng centimet hiện nay chỉ đủ tích trữ từ 10 đến 300 mAp. Điều đó có nghĩa là thời lượng sử dụng pin cho một thiết bị sau một lần sạc tối đa là vài ngày.

Để giải quyết vấn đề nguồn năng lượng cho những thiết bị đeo hoặc mang trên người trong tương lai, các nhà nghiên cứu tại Trung tâm Cảm biến thuộc Đại học California (thành phố San Diego, Mỹ) đã tìm ra giải pháp tổng hợp nguồn năng lượng sinh học từ chính người đeo thiết bị. Những thiết bị đeo sử dụng nguồn năng lượng này có thể nhỏ đến mức người sử dụng quên mất chúng đang tồn tại. Các nhà nghiên cứu gọi đó là những thiết bị đeo "không thể nhận ra". 

Muốn biến mồ hôi thành nhiên liệu pin sinh học phải: Tạo năng lượng từ cơ thể người

Nguồn năng lượng sinh học thực tiễn đầu tiên là mồ hôi cơ thể người. Việc tổng hợp nguồn năng lượng từ cơ thể người hay những thứ liên quan đến nó không phải là sáng kiến mới. Từ những năm 1770, các nhà khoa học đã phát minh ra đồng hồ tự lên dây cót sử dụng chuyển động tự nhiên của cơ thể để hoạt động. Trong những mẫu đời đầu của những chiếc đồng hồ cơ, trục cân bên trong có chức năng khiến kim đồng hồ quay. Sau này, người ta nghĩ ra trục cân từ tính với hình dạng đồng xu có khả năng tích trữ năng lượng để tạo thành một viên pin.

Nguồn năng lượng sinh học thực tiễn đầu tiên là mồ hôi cơ thể người.

Nguồn năng lượng sinh học thực tiễn đầu tiên là mồ hôi cơ thể người.

Thân nhiệt cũng là một yếu tố mà các nhà khoa học từng khai thác để tạo năng lượng. Trong hầu hết các loại khí hậu, nhiệt độ cơ thể người luôn lớn hơn nhiệt độ môi trường. Dựa vào đặc điểm này, các nhà sáng chế đã tạo ra đồng hồ thông minh PowerWatch sử dụng chính nhiệt năng của cơ thể để cung cấp năng lượng cho thiết bị.

Tuy nhiên, những phương pháp trên vẫn có mặt hạn chế. Ví dụ như phương án tạo năng lượng bằng chuyển động cơ thể người, giải pháp này không phù hợp với những bộ phận ít chuyển động như ngực, tai. Hay như khi thiết bị nằm trong lớp quần áo, các lựa chọn nhiệt điện và quang điện đều không hiệu quả.

Đó là lý do vì sao các nhà khoa học lại tìm đến năng lượng từ mồ hôi. Một số hóa chất có trong mồ hôi có thể được tận dụng làm nhiên liệu cho pin sinh học. Loại pin nhiên liệu sinh học này có thể cung cấp năng lượng cho các thiết bị thông minh mang trên người nhiều hơn bất kỳ phương pháp nào hiện có. Các nhà khoa học tại Đại học California đã phát triển nguyên mẫu các thiết bị đeo dùng nguồn năng lượng tạo ra từ mồ hôi.

Cách thức biến mồ hôi thành nhiên liệu pin sinh học

Một cục pin bao gồm hai điện cực - cực dương và cực âm - với chất điện phân nằm giữa. Nhiên liệu đi vào cực dương – tại đây chất xúc tác phân tách các phân tử thành các electron và proton. Các proton đi qua một lớp màng đến cực âm, trong khi các electron chạy thành một mạch điện. 

Người đầu tiên tìm ra nguyên lý này là nhà khoa học xứ Wales William Robert vào năm 1839. Ông đã sử dụng hydro làm nhiên liệu và oxy làm chất xúc tác để tạo ra nước và dòng điện. Tuy nhiên, hydro không thể phù hợp với pin nhiên liệu trong thiết bị thông minh đeo trên người vì nó rất dễ cháy. Trong khi đó, mồ hôi lại dễ dàng tiết ra nhiều, đặc biệt là khi một người tập thể dục hoặc chơi thể thao. Đây cũng là nhóm người thường sử dụng các thiết bị thông minh đeo trên người. Họ đại diện cho các nhóm khách hàng đầu tiên mà các công ty cần nhắm tới một khi thiết bị sử dụng năng lượng mồ hôi ra đời.

Mồ hôi không đơn thuần là nước. Nó chứa một lượng các loại khoáng chất và các chất khác như glucose và lactate. Những chất này, được gọi là chất chuyển hóa, là sản phẩm phụ của các quá trình hóa học liên tục diễn ra bên trong cơ thể sống. Những chất này có thể tạo ra một nguồn nhiên liệu sinh học hấp dẫn, đặc biệt là lactate vì nồng độ của nó trong mồ hôi tỷ lệ thuận với hoạt động cơ thể người.

Pin nhiên liệu sinh học mà các nhà khoa học tại Đại học California thử nghiệm. (Ảnh: ELE Times).

Pin nhiên liệu sinh học mà các nhà khoa học tại Đại học California thử nghiệm. (Ảnh: ELE Times).

Để chế tạo pin sinh học, các nhà khoa học tạo ra một lớp enzym phản ứng với lactate trong mồ hôi để phân tách các electron và proton, từ đó tạo ra dòng điện. Một trong những thách thức mà nhóm khoa học phải giải quyết là tăng công suất cho pin năng lượng sinh học. Vào năm 2017, các nhà khoa học tại Đại học California đã tạo ra ống nano carbon 3D ở dạng viên nhỏ có thể gắn vào hai đỉnh cực dương và cực âm. Những viên nhỏ này có tác dụng tăng diện tích bề mặt các điện cực mà không làm tăng diện tích thực của thiết bị. Từ đó chúng cho phép các điện cực có nhiều chất xúc tác hơn và tạo ra nhiều năng lượng hơn.

Bên cạnh thách thức trên, một vấn đề được đặt ra cho các nhà khoa học là trong hầu hết các tình huống, mọi người không đổ mồ hôi liên tục, hoặc ít nhất không đủ nhiều để tạo ra nguồn điện trừ trường hợp luyện tập thể thao.

Có ba phương án để khắc phục hạn chế trên. Một là các nhà khoa học chỉ sử dụng cơ chế này cho một số thiết bị hướng tới nhóm đối tượng nhất định như vận động viên – những người luôn đảm bảo lượng mồ hôi cần thiết đủ cho thiết bị hoạt động. Thứ hai là tạo thêm một bộ phận tích trữ năng lượng vào thiết bị. Cuối cùng là các nhà khoa học tính đến nguồn điện bổ sung.

Tuy nhiên, vì không muốn giới hạn ứng dụng cho một nhóm đối tượng, các nhà khoa học đã nghĩ đến giải pháp phát triển nguồn điện đa năng sử dụng nhiều dạng năng lượng để thiết bị đeo hoạt động.

Người dùng có thể không phải lúc nào cũng đổ mồ hôi. Nếu thiết bị đeo của họ kết hợp pin nhiên liệu sinh học với pin có năng lượng tạo ra từ chuyển động hoặc thân nhiệt cơ thể, lượng điện sản sinh ra sẽ nhiều hơn so với việc chỉ sử dụng một nguồn duy nhất.

Bài liên quan

Không đồng ý với các khoản quỹ lớp, phụ huynh bị tập thể thóa mạ trong nhóm chat, con trai bị bạn dè bỉu
Không đồng ý với các khoản quỹ lớp, phụ huynh bị tập thể thóa mạ trong nhóm chat, con trai bị bạn dè bỉu
28/09/2020 Đời sống

Vì không đồng ý đóng khoản quỹ lớp tự nguyện, chị T. đã bị một số phụ huynh nói những lời lẽ không hay, mang tính mỉa mai. Con chị đi học bị các bạn tẩy chay và không muốn cho vào nhóm chat Facebook.

Clip: Tranh giành khách ở sân bay, tài xế taxi bị đánh chảy máu đầu, gãy ngón tay
Clip: Tranh giành khách ở sân bay, tài xế taxi bị đánh chảy máu đầu, gãy ngón tay
28/09/2020 Đời sống

Tài xế taxi Mai Linh bị nhóm 3 người trên taxi Vinasun áp sát, cầm hung khí đánh khiến anh T. ngã gục xuống đất.

Vụ trẻ 5 tuổi bị ngã gãy tay từ sáng tới trưa mới đưa đi viện: Chủ trường mầm non nói gì?
Vụ trẻ 5 tuổi bị ngã gãy tay từ sáng tới trưa mới đưa đi viện: Chủ trường mầm non nói gì?
28/09/2020 Xã hội

Liên quan đến vụ việc một em bé bị ngã gãy tay từ sáng tới trưa mới đưa đi viện, ông Cao Thành Trung, Chủ trường Mầm non Vườn trẻ thơ cho biết nhà trường đã làm hết trách nhiệm và lương tâm của mình

Từ 15/11, kích động, lôi kéo người khác uống rượu, bia sẽ bị phạt tiền
Từ 15/11, kích động, lôi kéo người khác uống rượu, bia sẽ bị phạt tiền
28/09/2020 Đời sống

Theo quy định xử phạt vi phạm hành chính trong lĩnh vực y tế có hiệu lực từ ngày 15-11 tới, nếu có hành vi xúi giục, kích động, lôi kéo người khác uống rượu, bia sẽ bị phạt từ 500.000 đến 1 triệu đồng.

Dự báo thời tiết ngày 29/9/2020: Miền Bắc tạnh ráo, thoả thích dạo phố ngắm trọn mùa thu
Dự báo thời tiết ngày 29/9/2020: Miền Bắc tạnh ráo, thoả thích dạo phố ngắm trọn mùa thu
28/09/2020 Xã hội

Dự báo thời tiết ngày 29/9/2020, miền Bắc tạnh ráo sau nhiều ngày mưa lớn. Thời tiết mát mẻ, dễ chịu với mức nhiệt cao nhất chỉ ở mức 28 độ C.

Clip: Cô gái đội mũ bảo hiểm 'nhún nhảy', 'đi đường quyền' giữa ngã tư Khuất Duy Tiến khiến nhiều người hoang mang
Clip: Cô gái đội mũ bảo hiểm "nhún nhảy", "đi đường quyền" giữa ngã tư Khuất Duy Tiến khiến nhiều người hoang mang
28/09/2020 Xã hội

Cô gái dừng xe đạp rồi đứng giữa ngã tư Khuất Duy Tiến múa máy, làm nhiều động tác kỳ lạ bất chấp trời mưa và phương tiện đông đúc. Sự việc khiến nhiều người phải tò mò, khó hiểu.

Chủ quán bánh tráng ở Đà Lạt bị tố đuổi, chửi khách
Chủ quán bánh tráng ở Đà Lạt bị tố đuổi, chửi khách
28/09/2020 Xã hội

Nữ du khách TP.HCM đã có trải nghiệm không mấy vui vẻ khi tìm đến hàng bánh tráng nướng nổi tiếng Đà Lạt (Lâm Đồng).

Truy bắt nóng gã trai xăm trổ đâm tử vong bạn trong tiệc sinh nhật nữ sinh lớp 9
Truy bắt nóng gã trai xăm trổ đâm tử vong bạn trong tiệc sinh nhật nữ sinh lớp 9
28/09/2020 Đời sống

Sau ít giờ gây án đâm chết người trong tiệc sinh nhật nữ sinh lớp 9, Quách Văn Sang (17 tuổi) bị bắt giữ khi đang lẩn trốn ở Đồng Nai.

Đỗ xe trước shop quần áo, chủ xe lên mạng kể khổ bị xịt sơn đen, ai ngờ dân tình ném đá dữ dội
Đỗ xe trước shop quần áo, chủ xe lên mạng kể khổ bị xịt sơn đen, ai ngờ dân tình ném đá dữ dội
28/09/2020 Đời sống

Chiếc ô tô dừng đỗ trước một cửa hàng quần áo, dù có dán số điện thoại của tài xế nhưng vẫn bị chủ shop xịt sơn đen sì. Tài xế ô tô bức xúc lên mạng kể khổ nhưng bất ngờ lại tiếp tục bị dân tình "ném đá".

Nhà trường lên tiếng sau vụ bé gái 5 tuổi ngã gãy tay, nguy cơ bị liệt khi đang trong giờ học
Nhà trường lên tiếng sau vụ bé gái 5 tuổi ngã gãy tay, nguy cơ bị liệt khi đang trong giờ học
28/09/2020 Đời sống

Liên quan đến vụ việc bé gái 5 tuổi bị gãy tay trong lúc đi học ở Trường mầm non Vườn Trẻ Thơ có địa chỉ tại tầng 1A3, Chung cư Thăng Long Garden (250 Minh Khai, Hai Bà Trưng, Hà Nội), đại diện nhà trường đã lên tiếng.

Bị ép quan hệ đồng tính, nhân viên quán bar đưa khách hàng xuống suối vàng
Bị ép quan hệ đồng tính, nhân viên quán bar đưa khách hàng xuống suối vàng
28/09/2020 Đời sống

Bực tức, Thực dùng con dao đâm liên tục nhiều nhát vào H. khiến người này ngã gục xuống nhà.

Tại sao Tử Cấm Thành xây 9.999 gian phòng nhưng không có đến một nhà vệ sinh?
Tại sao Tử Cấm Thành xây 9.999 gian phòng nhưng không có đến một nhà vệ sinh?
28/09/2020 Đời sống

Tử Cấm Thành là nơi luôn chứa đựng rất nhiều những câu chuyện kì bí, ví dụ như câu chuyện tại sao lại xây dựng đến 9.999 gian phòng nhưng không có đến một nhà vệ sinh? Tại sao cả một khu vực rộng lớn đến như vậy nhưng không hề có đèn đường?

Hiệu ứng FOMO - hội chứng khiến bạn luôn sợ bị 'bỏ lỡ'
Hiệu ứng FOMO - hội chứng khiến bạn luôn sợ bị "bỏ lỡ"
28/09/2020 Đời sống

Hiệu ứng FOMO là một trong những điều đáng sợ nhưng lại thường xuyên gặp ở người trẻ ở Việt Nam hiện nay, đây là hội chứng khiến bạn luôn sợ bị "bỏ lỡ" nên thôi thúc bản thân hành động ngay cả khi thiếu lý trí nhất!

Thiếu nữ mất tích ở Sơn La sau khi được thanh niên lạ chở đi: Gia đình chia nhau xuống Hà Nội tìm kiếm
Thiếu nữ mất tích ở Sơn La sau khi được thanh niên lạ chở đi: Gia đình chia nhau xuống Hà Nội tìm kiếm
28/09/2020 Xã hội

Theo chia sẻ của anh trai Quỳnh, hiện tại gia đình anh đang chia người xuống Hà Nội tìm thiếu nữ 14 tuổi này. Hơn 10 ngày qua, Quỳnh vẫn chưa gọi điện hay nhắn tin về cho mọi người.

Google doodle tôn vinh nghệ thuật cải lương nhân ngày Sân khấu Việt Nam
Google doodle tôn vinh nghệ thuật cải lương nhân ngày Sân khấu Việt Nam
28/09/2020 Đời sống

Ngày 28/9, Google doodle bỗng tôn vinh nghệ thuật cải lương nhân ngày giỗ tổ nghiệp sân khấu (ngày này cũng được chọn là ngày Sân khấu Việt Nam). Đây là một trong những sự kiện đáng tự hào

Giả vờ dừng xe mua hàng, người phụ nữ sai con nhỏ lấy trộm túi tiền và thẻ cào điện thoại của bà cụ
Giả vờ dừng xe mua hàng, người phụ nữ sai con nhỏ lấy trộm túi tiền và thẻ cào điện thoại của bà cụ
28/09/2020 Xã hội

Đoạn clip trích từ camera quan sát an ninh ghi lại cảnh hai mẹ con trộm túi tiền của bà cụ gây xôn xao trên cộng đồng mạng.

Bị chụp lén khi phạt sinh viên, thầy giáo soái ca khiến ai cũng phải 'đổ đứ đừ'
Bị chụp lén khi phạt sinh viên, thầy giáo soái ca khiến ai cũng phải "đổ đứ đừ"
28/09/2020 Giải trí

Một giảng viên trẻ bất ngờ nổi tiếng vì bức ảnh bị chụp lén khi đang phạt sinh viên chửi tục trong buổi Talkshow. Bởi vóc dáng cao ráo, khuôn mặt với góc nghiêng thần thánh, chàng trai khiến bao nhiêu cô gái phải xuýt xoa.

Bị ngăn cấm yêu, nam thanh niên dẫn bé gái 15 tuổi trốn đi và chung sống như vợ chồng
Bị ngăn cấm yêu, nam thanh niên dẫn bé gái 15 tuổi trốn đi và chung sống như vợ chồng
28/09/2020 Xã hội

Vì bị ngăn cấm chuyện yêu đương với một bé gái 15 tuổi, nam thanh niên 23 tuổi đã dẫn bé gái trốn đi Bình Dương và chung sống như vợ chồng.

Hàn Quốc: Nỗ lực thúc đẩy du lịch bằng những biện pháp xử lí khủng hoảng và công nghệ cao
Hàn Quốc: Nỗ lực thúc đẩy du lịch bằng những biện pháp xử lí khủng hoảng và công nghệ cao
28/09/2020 Nghiên cứu

Đại dịch đã gây thiệt hại cho ngành du lịch thế giới nói chung và Hàn Quốc nói riêng. Và xử lí khủng hoảng và công nghệ cao đang là những biện pháp hàng đầu được Hàn Quốc hướng tới để thúc đẩy du lịch.