'Gạch thông minh' có thể lưu trữ năng lượng, cung cấp ánh sáng cho các tòa nhà

Theo công trình được công bố trên tạp chí Nature Communications, các nhà nghiên cứu tại Đại học Washington ở Missouri đã phát triển gạch thông minh, có thể lưu trữ và phát năng lượng giống như pin, nhận năng lượng từ các tấm năng lượng mặt trời.

Các chuyên gia cho biết họ đã cải tiến những viên gạch nung thông thường bằng cách phủ thêm lớp polymer hữu cơ trong suốt có thể dẫn điện (PEDOT). Vật liệu này gồm các sợi nano, bám chặt vào cấu trúc xốp của gạch và cải biến chức năng của gạch giống như miếng bọt biển, có thể lưu giữ và giải phóng một lượng năng lượng đáng kể, sau khi được sạc từ tấm năng lượng mặt trời. Tùy vào mục đích sử dụng, người ta có thể xây chồng các viên gạch lên nhau để tạo thành thiết bị trữ năng lượng lớn hoặc nhỏ. Toàn bộ bức tường sau đó được hoàn thiện bằng lớp sơn epoxy chống tĩnh điện.

Theo thử nghiệm, một viên gạch có thể sạc 3 volt trong 10 giây và làm bóng đèn LED phát sáng trong 10 phút. Như vậy, một bức tường khoảng 50 viên gạch như vậy có thể sản xuất đủ điện cho đèn để thắp sáng một căn nhà trong 5 giờ. Nó cũng có thể được dùng để cấp nguồn cho cảm biến trên tường hoặc hệ thống đèn chiếu sáng ở hành lang ngôi nhà hoạt động. Những viên gạch thậm chí có thể kết hợp thành một siêu tụ điện với khả năng trữ năng lượng khổng lồ và được sạc - xả hàng trăm nghìn lần mỗi giờ.

Những bức tường lưu trữ ánh nắng mặt trời và giải phóng nó vào ban đêm, các tòa nhà tự cung cấp năng lượng và lưới điện có khả năng chống lại sự gián đoạn quả là sự hứa hẹn đầy hấp dẫn của gạch lưu trữ năng lượng trong tương lai. Nhờ công nghệ này, chúng ta có thể tạo ra những tòa nhà thông minh, bền vững giúp giảm lượng khí thải carbon, tiết kiệm năng lượng và giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch.

Hiện nay, gạch lưu trữ năng lượng đang phải đối mặt với nhiều thách thức trong quá trình vận hành. Trong đó, với mật độ năng lượng tương đối thấp so với pin thông thường, loại gạch này có thể lưu trữ ít năng lượng hơn trên một đơn vị thể tích hoặc khối lượng. Điều này giới hạn lượng năng lượng có thể được lưu trữ và phân phối, đặc biệt đối với các ứng dụng yêu cầu công suất cao hoặc thời gian dài. Theo nhóm chuyên gia, họ mong muốn nghiên cứu chuyên sâu hơn để viên gạch thông minh có thể cung cấp năng lượng cho các thiết bị lớn hơn, chẳng hạn như máy tính xách tay sạc trực tiếp từ các bức tường trong nhà.

Bên cạnh đó, Giáo sư điện tử Richard McMahon tại Đại học Warwick lại bày tỏ quan ngại về công nghệ mới này. Theo ông, gạch là vật liệu giòn, dễ bị ăn mòn nên việc tích hợp các lớp phủ dẫn điện gọi là Pedot polymer dẫn điện tương đối mỏng trong một thể thống nhất để đảm bảo hoạt động bền vững, lâu dài, hiệu quả sẽ là vấn đề lớn.

Mặc dù ý tưởng này vẫn đang trong giai đoạn phát triển ban đầu nhưng các thử nghiệm và nguyên mẫu ban đầu đã cho thấy những kết quả đầy hứa hẹn. Khi các nhà nghiên cứu tiếp tục phát triển và tối ưu hóa giải pháp đổi mới này, viên gạch lưu trữ năng lượng hứa hẹn trở thành nền tảng trong kiến trúc của một tương lai bền vững hơn và tiết kiệm năng lượng hơn.