Sóng nhiệt điện
24/03/2010
KH&CN nước ngoài
KH&CN quốc tế
Các nhà nghiên cứu của Mỹ và Hàn Quốc vừa khám phá ra việc đốt nóng một ống nano cácbon, được bọc trong một vật liệu dễ cháy hóa học, có thể kích thích tạo ra sóng chạy dọc ống ở tốc độ cao gấp 10.000 lần tốc độ của một phản ứng hóa học lan tỏa. Hiện tượng mới này, được gọi là “sóng nhiệt điện” có thể mở ra một phương pháp sản xuất điện mới và tạo ra các nguồn điện cực nhỏ chạy các thiết bị cỡ nano.
Các sóng tự lan tỏa này, có liên quan tới các sóng đốt cháy, trước đây đã được nhóm nghiên cứu của Viện Công nghệ Massachusetts dự đoán. Trong thí nghiệm của họ, nhóm nghiên cứu đã bọc các ống nano đa vách (MWNT) có chứa các dải graphen đa lớp cuộn, với một nhiên liệu hóa học là cyclotrimethylene trinitramine (CNT). Sau đó họ bắn phá tập hợp này bằng một tia lade công suất thấp, làm đốt cháy nhiên liệu để tạo ra một phản ứng của hóa chất, phản ứng này sẽ chạy dọc ống nano. Tuy nhiên, nhiên liệu đốt cháy còn tạo ra một sóng nhiệt điện, sóng này cũng bắt đầu lan tỏa dọc ống nano ở tốc độ 1-10 mét mỗi giây, nhanh gấp 104 lần so với phản ứng hóa học của nó.
Hiện tượng mới này diễn ra khi các sóng nhiệt tốc độ cao kích thích các electron trước đó một cách hiệu quả, “đẩy” chúng qua một ống nano, tạo nên một dòng điện. Hiện tượng này được quan sát ở các ống nano cácbon bởi vì công suất nhiệt thấp tạo ra một hệ phản hồi trong đó nhiệt thoát ra từ ống nano đốt cháy nhiều nhiên liệu hơn và làm tăng tốc độ phản ứng hóa học. Các xung điện được tạo ra có thể tạo ra một dòng điện đặc trưng cao tới 7kW/kg, có giá trị tương đương với các ắc quy lithi chuẩn. Mật độ điện cao như vậy sẽ cho phép những vật liệu này được sử dụng làm những thiết bị tích trữ thân môi trường có thể tránh được những chất độc hại như lithi, catmi và chì.
Trước mắt, nhóm nghiên cứu muốn tập trung nỗ lực để đặc tính hóa hiện tượng này một cách chi tiết hơn. Họ nhận thấy có rất nhiều thách thức về mặt kỹ thuật sẽ phải vượt qua để thiết kế các thiết bị cho các ứng dụng chuyên biệt, đặc biệt là trong việc tìm ra cách giữ nhiệt trong các thiết bị tích trữ năng lượng.
OV (theo Nacesti)