Điện ma sát là một khái niệm ít được biết đến trong lĩnh vực năng lượng sạch. Hiện tượng này xảy ra khi hai bề mặt cọ xát hoặc tách rời nhau, tạo ra năng lượng từ ma sát. Dù không thể thay thế các nguồn năng lượng lớn như gió, mặt trời hay địa nhiệt, nhưng điện ma sát vẫn có tiềm năng ứng dụng trong các thiết bị nhỏ như thiết bị y tế và công nghệ đeo.
Điện ma sát là nguồn năng lượng tiềm năng cho các thiết bị đeo (nguồn: internet).
Trong thực tế, công nghệ này hiện đã được sử dụng để phát triển các cảm biến phát hiện thủy ngân trong thực phẩm, thiết bị gắn trên cây để theo dõi cháy rừng bằng cách đo nhiệt độ và khí CO. Và mới đây, một nhóm các chuyên gia đến từ Bỉ, Úc và Hồng Kông (Trung Quốc) đã phát hiện phương thức mới giúp nâng cao hiệu suất của hiệu ứng điện ma sát. Sau nhiều thử nghiệm với các vật liệu khác nhau, nhóm nghiên cứu đã tạo ra những hạt nhựa nano từ melamin và formaldehyde. Khi thử nghiệm tạo ra dòng diện bằng cách trộn lẫn các kích thước hạt khác nhau, nhóm nghiên cứu phát hiện hiệu suất tạo điện năng được cải thiện đáng kể.
Hình ảnh kính hiển vi điện tử của các hạt được phát triển trong nghiên cứu mới (nguồn: Ignaas Jimidar).
Hình ảnh kính hiển vi điện tử cho thấy, các hạt lớn có xu hướng mang điện tích âm, trong khi các hạt nhỏ lại mang điện tích dương. Khi thiết kế một hệ thống gọi là triboelectric nanogenerator (TENG), nhóm nghiên cứu đã đặt các hạt nhỏ ở một bên màng mỏng và các hạt lớn ở bên còn lại, giúp tạo ra nhiều điện năng hơn so với các phương pháp điện ma sát thông thường. Phương pháp này có hiệu quả hơn so với cách tạo điện bằng cách cọ xát hai bề mặt thô ráp với nhau. Nhóm nghiên cứu nhấn mạnh, lượng điện tạo ra trong thí nghiệm hiện mới chỉ đạt mức nanoAmps, do đó chưa thể mong đợi có thể tạo ra sản lượng lớn ngay lập tức. Tuy nhiên, một điểm tích cực có thể thấy rõ là các hạt nhựa này không bị mài mòn trong quá trình sử dụng, giúp chúng có độ bền cao hơn và thử nghiệm cho thấy, những hạt này có thể tồn tại qua 10.000 chu kỳ hoạt động. Ngoài ra, quá trình sản xuất các hạt này không cần dung môi, giúp giảm chi phí sản xuất và có thể tái tạo dễ dàng chỉ với một lớp phủ bột khi bị hao mòn.
Ignaas Jimidar - Đại học Vrije Universiteit Brussels (Bỉ), tác giả chính của nghiên cứu cho biết, những thay đổi nhỏ trong lựa chọn vật liệu có thể dẫn đến những cải tiến đáng kể về hiệu suất tạo năng lượng. Điều này mở ra những khả năng mới cho các máy phát điện điện ma sát trong đời sống mà không cần dựa vào các nguồn năng lượng truyền thống. Với những phát hiện này, điện ma sát có thể sẽ trở thành một công nghệ bổ trợ quan trọng trong tương lai, giúp tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng trong các thiết bị nhỏ gọn và thân thiện với môi trường.
TXB (theo Vrije Universiteit Brussels)