Các nhà khoa học đã có thể biến gạch thành pin

Gạch được lựa chọn để xây nhà vì nhiều lý do, trong đó nổi bật là khả năng chống chịu áp suất cao và nhiệt độ chênh lệch. Chúng có thể chịu được mức nhiệt độ dao động mà không bị co, giãn hay cong vênh. Có thể nói chúng hấp thụ nhiệt rất tốt, bền và có thể được tái sử dụng. Và theo một nghiên cứu mới đăng tải trên tạp chí Nature Communications, các nhà khoa học đã tìm ra tác dụng mới của gạch, đó là lưu trữ năng lượng.

Gạch có màu đỏ nâu bắt nguồn từ hematit, một oxit sắt thường được tìm thấy trong đá và đất, thứ mà con người đã sử dụng để làm chất tạo màu từ hơn 73.000 năm trước. Điều thú vị là hematit cũng được sử dụng tại các cơ sở lưu trữ năng lượng hiện đại. Với ý nghĩ đó, các nhà hóa học là tác giả của nghiên cứu trên đã phát triển một phương pháp sửa đổi các viên gạch để cho phép chúng lưu trữ điện năng, nhằm mục đích cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện.

Họ đã mua một số viên gạch từ nhà cung cấp địa phương, sau đó phủ lên chúng bằng một loại khí làm từ một phân tử cụ thể. Vì gạch xốp nên khí đó lọt vào mọi ngóc ngách của viên gạch. Khi phân tử đó tương tác với hematit trong gạch, nó sẽ kích hoạt phản ứng trùng hợp, tạo ra một loại polymer được gọi là PEDOT, có thể lưu trữ và dẫn điện. Các nhà khoa học cho biết quá trình hóa học này có hiệu quả vì khi cho gạch vào lò, chúng không phải màu đỏ mà có màu xanh lam.

Sử dụng pin mặt trời, các nhà hóa học sau đó cho một nửa viên gạch mang điện tích dương và một nửa viên gạch mang điện tích âm, rồi kết nối chúng bằng dây đồng. Điều này về cơ bản đã biến những viên gạch thành một cục pin, sẵn sàng tích trữ năng lượng có thể cung cấp cho một thiết bị khi bật công tắc.

Để chứng minh cho khái niệm, họ đã thử điều này trên một số viên gạch, khiến chúng cấp nguồn cho một đèn LED nhỏ.

Những viên pin cục gạch này có thể được sạc lại trong khoảng 13 phút và có tuổi thọ khoảng 10.000 lần sạc. Điều này rất thú vị, nhưng hiện tại, nó hiện lưu trữ chưa được nhiều năng lượng.

Julio D'Arcy, giáo sư tại Đại học Washington ở St. Louis, người đã thực hiện nghiên cứu và điều hành phòng thí nghiệm nơi nó được tiến hành, cho biết 50 viên gạch có thể lưu trữ đủ điện để cung cấp năng lượng cho bóng đèn 3 watt, biến nó thành thiết bị chiếu sáng khẩn cấp trong vòng 50 phút. "Cường độ ánh sáng sẽ giảm theo thời gian", ông cho biết. 3 watt là công suất gần tương đương với đèn bàn dùng công nghệ LED.

"Chúng tôi chỉ có thể tăng số lượng gạch để tăng lượng năng lượng mà bạn có thể tích trữ, nhưng chúng tôi biết đó không phải là một chiến lược tuyệt vời vì việc phủ càng nhiều viên gạch có thể trở nên đắt đỏ", D'Arcy nói.

Pin gạch cũng có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện tử nhỏ như máy dò carbon dioxide (thứ không đòi hỏi nhiều năng lượng). Tuy nhiên các nhà hóa học đang nghĩ tới những thứ lớn lao hơn. D'Arcy cho biết nếu nhóm của ông đang tìm cách xử lý để những viên gạch có thể lưu trữ mức năng lượng ngang bằng với một viên pin lithium. Họ hi vọng trong tương lai gần, những viên gạch này có thể được tích hợp vào những ngôi nhà sử dụng năng lượng mặt trời để cho phép chúng dự trữ năng lượng, điều đặc biệt hữu ích khi có bão hoặc các sự kiện khác đe dọa nguồn cung cấp điện.

"Và vì chúng được làm bằng PEDOT", D'arcy nói. "Những viên gạch có thể có rất nhiều tiềm năng trong ngành xây dựng. Ngoài việc lưu trữ năng lượng, các nhà nghiên cứu khác đang phát triển cách sử dụng gạch để làm sạch nước. Vì vậy, một ngày nào đó, có thể tường nhà của bạn có thể vừa cung cấp điện vừa cung cấp nước uống".

Còn một chặng đường dài phía trước cho đến khi những viên gạch này sẵn sàng được sử dụng cho các ngôi nhà. Nhưng nếu các nhà hóa học cải thiện thành công sức mạnh của chúng, D'Arcy cho biết không khó để tưởng tượng việc chúng được sử dụng rộng rãi, bởi vì con người đã quá quen với việc sử dụng gạch, từ hàng chục nghìn năm qua.

"Những viên gạch rất đặc biệt đối với con người. Chúng ta sống trong chúng, luôn tương tác với chúng", ông nói. "Và giờ chúng tôi muốn cải thiện chúng."

Tham khảo Gizmodo