Trong nỗ lực giải quyết nhu cầu năng lượng ngày càng tăng hiện nay, các nhà nghiên cứu đưa ra một cách sản xuất điện không theo cách thông thường, bằng cách sử dụng các hạt nhựa nhỏ. Khi được đặt tiếp xúc cạnh nhau, các hạt có khả năng tạo ra nhiều năng lượng, thông qua quá trình điện hóa ma sát (triboelectrification).
Hiện tượng này, được gọi là hiệu ứng điện ma sát, xảy ra khi tiếp xúc vật lý giữa hai vật liệu điện môi, tạo ra điện tích tribo trên bề mặt của chúng, tương tự như cách cọ xát một quả bóng bay vào tóc tạo ra tĩnh điện.
Nhóm nghiên cứu, gồm các nhà khoa học từ Khoa kỹ thuật hóa học tại Vrije Universiteit Brussel (VUB), Đại học kỹ thuật Riga, Viện công nghệ hoàng gia Melbourne và Viện MESA+ tại Đại học Twente, tập trung vào máy phát điện nano điện ma sát (TENG) trong nghiên cứu của họ. Với khả năng chuyển đổi chuyển động cơ học thành điện năng, các thiết bị này dựa vào sự tương tác giữa các vật liệu để tạo ra điện tích.
Nghiên cứu hiện tại cho thấy khi một bề mặt gồm các hạt nhỏ được đóng gói chặt chẽ, tiếp xúc với bề mặt khác có các hạt giống hệt nhau, một số hạt sẽ tích điện dương trong khi những hạt khác tích điện âm. Cuối cùng, việc truyền điện tích lớn hơn sẽ thúc đẩy quá trình sản xuất điện.
Sau khi tiến hành thử nghiệm với nhiều loại hạt nhựa khác nhau, các nhà nghiên cứu phát hiện ra kích thước và vật liệu là những yếu tố quan trọng. Các hạt lớn hơn thường mang điện tích âm, trong khi các hạt nhỏ hơn có nhiều khả năng mang điện tích dương.
Tuy nhiên, các hạt melamine-formaldehyde (MF) cho thấy hiệu ứng đáng kể nhất, chứng minh khả năng giữ điện tích và hiệu quả truyền tải vượt trội. Điều này xảy ra vì độ đàn hồi thấp của vật liệu, cho phép nó giữ và truyền điện tích hiệu quả hơn.
Các nhà khoa học tin rằng những cải tiến trong quá trình điện hóa ma sát, có thể mở ra cánh cửa cho các công nghệ mới thu năng lượng có khả năng hoạt động độc lập với pin hoặc nguồn điện bên ngoài. Do đó, các thiết bị tự cung cấp năng lượng không cần sạc hay các giải pháp năng lượng bền vững sẽ được hưởng lợi từ cải tiến này.
Nghiên cứu của các nhà khoa học cho thấy những thay đổi nhỏ trong việc lựa chọn vật liệu có thể dẫn đến cải thiện đáng kể hiệu quả tạo ra năng lượng. Điều này mở ra những khả năng mới cho các máy phát điện nano điện ma sát trong cuộc sống hằng ngày, giảm phụ thuộc vào các nguồn năng lượng truyền thống.
Tuy nhiên, mặc dù có tiềm năng đầy hứa hẹn, nhóm nghiên cứu vẫn còn nhiều việc phải làm để cải thiện hiệu quả và độ tin cậy trước khi công nghệ này có thể được áp dụng rộng rãi. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Small.
