Với các ứng dụng tiềm năng từ thiết bị di động đến hệ thống năng lượng công nghiệp, sáng kiến này đánh dấu một bước tiến quan trọng hướng tới một tương lai bền vững hơn.
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Queensland, dẫn đầu bởi Tiến sĩ Zhuyuan Wang từ Trung tâm Đổi mới Kỹ thuật Bền vững Dow, đã phát triển một máy phát điện âm carbon sử dụng carbon dioxide (CO2) để sản xuất điện. Máy phát điện nano nhỏ, đã được chứng minh này được chế tạo từ gel polyamine—thường dùng trong hấp thụ CO2 công nghiệp—và khung boron nitrat, chỉ dày vài nguyên tử. Sự kết hợp này tạo ra các ion dương và âm, với sự chênh lệch về kích thước của chúng tạo ra dòng điện khuếch tán có thể chuyển đổi thành điện năng sử dụng được.
Nhóm nghiên cứu giải thích rằng máy phát điện hoạt động theo nguyên tắc trong đó sự chuyển động của các ion, chứ không phải electron, tạo điều kiện cho việc chuyển đổi năng lượng hiệu quả hơn, giống như các quá trình tự nhiên trong cơ thể con người. Các thành phần của máy phát điện được nhúng trong hydrogel, chủ yếu bao gồm nước và được định hình thành các đĩa và hình chữ nhật để thử nghiệm trong môi trường giàu CO2. Khi quan sát sản lượng điện, họ đã xác nhận những phát hiện này, nhấn mạnh tiềm năng của công nghệ này. công nghệ để tác động đáng kể đến việc tạo ra năng lượng và thu hồi carbon.
Các thử nghiệm ban đầu cho thấy công nghệ này có thể khai thác khoảng 1% năng lượng vốn có từ khí CO2, với kế hoạch nâng cao hiệu quả và giảm chi phí trong những phát triển trong tương lai. Họ nhấn mạnh các ứng dụng tiềm năng của máy phát điện nano, bao gồm các thiết bị cá nhân có thể sử dụng CO2 trong khí quyển để cung cấp năng lượng cho điện thoại di động hoặc máy tính xách tay. Một ứng dụng đầy tham vọng khác liên quan đến việc mở rộng quy mô công nghệ để tích hợp với các quy trình thu giữ CO2 công nghiệp để tạo ra điện.
Sự phát triển liên tục của máy phát điện nano này là một phần của sáng kiến GETCO2 rộng lớn hơn, do Trung tâm Xuất sắc ARC về Chuyển đổi Điện hóa Xanh của Carbon Dioxide, do Giáo sư Zhang tại Trường Kỹ thuật Hóa học của UQ chỉ đạo. Sáng kiến này nhằm mục đích thay đổi nhận thức và tiện ích của CO2, coi nó không chỉ là một thách thức môi trường mà còn là nguồn tài nguyên quý giá cho các giải pháp năng lượng bền vững.