Bui Nhat Minh
Intern Writer
Tạm biệt pin nặng nề! Các nhà khoa học tại Đại học Pennsylvania vừa phát triển một công nghệ đột phá: một hệ thống cung cấp năng lượng cho robot bằng cách… “ăn kim loại”. Không còn phụ thuộc vào pin truyền thống, các robot cứu hộ hoặc thiết bị bay mini giờ đây có thể tự tiếp năng lượng khi đang làm nhiệm vụ.
Pin lithium-ion dù phổ biến nhưng lại có giới hạn lớn về dung lượng và trọng lượng. Với các robot cứu hộ hoặc robot thu nhỏ, pin thường trở thành rào cản khiến chúng không thể hoạt động lâu hoặc di chuyển linh hoạt trong các không gian chật hẹp.
Giờ đây, nhóm nghiên cứu tại Đại học Pennsylvania đã giới thiệu một thiết bị mang tên máy thu gom kim loại-không khí (metal-air scavenger – MAS). Nguyên mẫu này có thể chứa năng lượng gấp 13 lần so với pin lithium-ion, trong khi nhẹ hơn rất nhiều.
Nguyên lý hoạt động đơn giản nhưng cực kỳ hiệu quả: Hệ thống MAS hoạt động như một “dạ dày” điện tử. Nó phá vỡ các liên kết hóa học trong kim loại – tương tự như cách cơ thể chúng ta tiêu hóa thức ăn – để tạo ra dòng electron nuôi sống robot.
Nguyên mẫu gồm 3 phần chính:
Chỉ cần chạm vào một bề mặt kim loại, hệ thống này sẽ bắt đầu tạo ra năng lượng giống như cách pin hoạt động – nhưng không cần mang theo nguồn năng lượng cồng kềnh bên trong.
Tùy vào loại kim loại, hiệu quả sẽ khác nhau. Ví dụ:
Theo James Pikul – trưởng nhóm nghiên cứu – hệ thống MAS đặc biệt hữu ích trong các tình huống khẩn cấp như:
Thậm chí trong tương lai, công nghệ này có thể được ứng dụng trong không gian vũ trụ. Khi các bộ phận tên lửa bị loại bỏ sau mỗi chuyến bay, liệu có thể tận dụng chính đống kim loại đó để nạp năng lượng cho thiết bị không (popularmechanics)
Vượt qua giới hạn của pin: Robot "ăn kim loại" là gì?
Pin lithium-ion dù phổ biến nhưng lại có giới hạn lớn về dung lượng và trọng lượng. Với các robot cứu hộ hoặc robot thu nhỏ, pin thường trở thành rào cản khiến chúng không thể hoạt động lâu hoặc di chuyển linh hoạt trong các không gian chật hẹp.
Giờ đây, nhóm nghiên cứu tại Đại học Pennsylvania đã giới thiệu một thiết bị mang tên máy thu gom kim loại-không khí (metal-air scavenger – MAS). Nguyên mẫu này có thể chứa năng lượng gấp 13 lần so với pin lithium-ion, trong khi nhẹ hơn rất nhiều.
Nguyên lý hoạt động đơn giản nhưng cực kỳ hiệu quả: Hệ thống MAS hoạt động như một “dạ dày” điện tử. Nó phá vỡ các liên kết hóa học trong kim loại – tương tự như cách cơ thể chúng ta tiêu hóa thức ăn – để tạo ra dòng electron nuôi sống robot.
Cấu tạo của robot "ăn kim loại" và ứng dụng thực tế
Nguyên mẫu gồm 3 phần chính:
- Lớp vải carbon mỏng làm cực âm, "hít thở" oxy từ môi trường thông qua chất xúc tác bạch kim.
- Hydrogel giống thạch Jello, chứa nước muối, đóng vai trò chất điện phân.
- Bề mặt kim loại, đóng vai trò là nguồn cung cấp năng lượng.
Chỉ cần chạm vào một bề mặt kim loại, hệ thống này sẽ bắt đầu tạo ra năng lượng giống như cách pin hoạt động – nhưng không cần mang theo nguồn năng lượng cồng kềnh bên trong.
Tùy vào loại kim loại, hiệu quả sẽ khác nhau. Ví dụ:
- Nhôm và kẽm cung cấp năng lượng cao.
- Sắt phổ biến nhưng yếu hơn.
- Thép không gỉ thì gần như vô dụng vì... chống ăn mòn quá tốt!
Từ cứu nạn đến không gian: Công nghệ hứa hẹn thay đổi tương lai robot
Theo James Pikul – trưởng nhóm nghiên cứu – hệ thống MAS đặc biệt hữu ích trong các tình huống khẩn cấp như:
- Tìm kiếm người trong đống đổ nát hoặc tòa nhà cháy.
- Khám phá hang động, đường hầm mà pin truyền thống không thể đáp ứng kịp.
Thậm chí trong tương lai, công nghệ này có thể được ứng dụng trong không gian vũ trụ. Khi các bộ phận tên lửa bị loại bỏ sau mỗi chuyến bay, liệu có thể tận dụng chính đống kim loại đó để nạp năng lượng cho thiết bị không (popularmechanics)
