Các nhà nghiên cứu vừa giới thiệu một phương pháp tạo ra điện không tiếp xúc, chỉ sử dụng khí nén thông thường và cấu trúc turbine Tesla. Hệ thống này đạt được điện áp cực đại 800 V và dòng điện 2,5 A ở tần số 325 Hz, nhờ tận dụng điện tích tĩnh điện và lực nhớt của khí nén.

Các nhà nghiên cứu cho hay, điện áp đầu ra cao tạo điều kiện thuận lợi cho việc trung hòa và thu gom bụi, hơi ẩm bằng cách tạo ra các ion âm. Theo nhóm nghiên cứu, phương pháp tích hợp này mở ra tính khả thi của việc thu năng lượng dựa trên tĩnh điện, dùng cho các ứng dụng công nghiệp.

Hệ thống mới lấy cảm hứng từ turbine Tesla, thiết kế quay không cánh được cấp bằng sáng chế năm 1913. Khác với các turbine thông thường, có các cánh nghiêng làm lệch dòng chảy chất lỏng, thiết kế thanh lịch của Tesla sử dụng lực cản nhớt để quay các đĩa nhẵn, đặt sát nhau. Không khí bám vào bề mặt đĩa, truyền động lượng khi nó xoáy vào bên trong.

Thiết bị mới này kết hợp khái niệm turbine có từ thế kỷ trước với vật liệu ma sát điện hiện đại. Nó bao gồm một cụm đĩa quay, các lớp ma sát điện làm từ các vật liệu đối nghịch, ổ trục và vỏ acrylic. Không khí nén đi vào qua một cửa hút, tạo ra dòng xoáy tốc độ cao tới 300 m/s. Luồng không khí này làm quay bộ phận quay chỉ bằng ma sát bề mặt. Ở áp suất 0,2 MPa, bộ phận quay đạt 8.472 vòng/phút.

Công nghệ này có thể cung cấp giải pháp đa năng cho các cơ sở công nghiệp hiện đang sử dụng khí nén. Nó không chỉ có thể tạo ra điện năng, mà còn giúp trung hòa tĩnh điện, cải thiện an toàn và chất lượng không khí. Tiềm năng giảm chi phí năng lượng và tạo ra môi trường an toàn hơn là rất hứa hẹn.

Ý tưởng thu tĩnh điện trong khí nén, mang đến cách tiếp cận sáng tạo để biến chất thải thành năng lượng hữu ích, đồng thời giải quyết vấn đề an toàn. Sự kết hợp giữa cái cũ (turbine của Tesla) và cái mới (vật liệu ma sát điện và điện tử hiện đại), có thể đổi mới cách chúng ta nhìn nhận và sử dụng các lực có trong các quy trình công nghiệp hàng ngày.

Khí nén được sử dụng rộng rãi trong môi trường công nghiệp, nhờ tính linh hoạt và hiệu quả của nó. Nó cung cấp năng lượng cho các công cụ, máy móc và quy trình tự động hóa trong các ngành công nghiệp như sản xuất, ô tô và robot.

Tuy nhiên, khi khí nén di chuyển qua các đường ống, nó thường mang theo các hạt bụi nhỏ và phân tử nước. Khi các hạt này va chạm với bề mặt bên trong đường ống, chúng có thể tạo ra tĩnh điện. Hiện tượng này, được gọi là hiệu ứng ma sát điện, xảy ra khi vật liệu thu hoặc mất electron trong quá trình ma sát.

Thiết kế turbine không cánh của Nikola Tesla dựa vào lực cản nhớt, thay vì các cánh quạt truyền thống để tạo ra chuyển động quay. Trong turbine thông thường, các cánh quạt được đặt nghiêng để làm lệch dòng chảy của chất lỏng và chuyển đổi động năng thành công cơ học.

Ngược lại, thiết kế của Tesla có các đĩa nhẵn, đặt sát nhau, cho phép không khí hoặc chất lỏng khác bám vào bề mặt của đĩa và truyền động lượng khi chúng xoáy vào bên trong. Việc không có cánh quạt, cho phép turbine Tesla hoạt động với ít bộ phận chuyển động hơn, dẫn đến độ bền cao hơn và giảm hao mòn cơ học.

Công nghệ mới được mô tả trong nghiên cứu này, chứng minh tiềm năng đáng kể của việc kết hợp các nguyên tắc kỹ thuật cổ điển (như turbine Tesla) với khoa học vật liệu hiện đại để giải quyết các thách thức công nghiệp lâu dài.

Bằng cách thu giữ và sử dụng tĩnh điện trong khí nén, hệ thống này cung cấp cách tạo ra điện năng một cách bền vững, đồng thời trung hòa các điện tích gây ra rủi ro an toàn. Nhờ đó, nó không chỉ có thể đổi mới việc sản xuất điện năng mà còn cải thiện sự an toàn và hiệu quả tổng thể của môi trường công nghiệp.