Các nhà nghiên cứu từ Đại học Utah có thể đang tiến gần đến việc khai phá những chức năng mới cho perovskites đầy triển vọng, bao gồm ứng dụng trong đèn LED, màn hình điện thoại, lưu trữ năng lượng nhiệt và pin mặt trời.
Các nhà khoa học tại Đại học Utah đang nghiên cứu về chuyển pha, phổ học điện tử và kiểm tra nhiễu xạ tia X - một khung cảnh phòng thí nghiệm khiến bạn liên tưởng đến Egon trong phim Ghostbusters. Nhưng họ không săn lùng những bóng ma quái dị. Thay vào đó, các nhà nghiên cứu có thể đang tiến gần đến việc khai phá những chức năng mới cho perovskites đầy triển vọng, bao gồm ứng dụng trong đèn LED, màn hình điện thoại, lưu trữ năng lượng nhiệt và pin mặt trời.
Theo các nhà nghiên cứu, perovskite trở thành vật liệu lý tưởng, đặc biệt đối với màn hình điện thoại di động.
Perovskites là một nhóm vật liệu có tiềm năng cao trong các tế bào quang điện nhờ khả năng chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành năng lượng với hiệu suất ấn tượng, đạt từ 26% trở lên. Trước đây, tuổi thọ ngắn của vật liệu này là một trong những rào cản khiến nó chưa được thương mại hóa rộng rãi. Tuy nhiên, theo Bộ Năng lượng Hoa Kỳ và tạp chí Solar Magazine, các nghiên cứu đang tiến bộ đáng kể.
Tại Utah, các chuyên gia đang nghiên cứu perovskites Ruddlesden-Popper, một loại vật liệu có khả năng phát sáng nhờ các chuyển pha - tương tự như sự chuyển đổi của nước thành băng. Perovskites, giống như nước, có nhiều trạng thái pha với các đặc tính khác nhau. Vật liệu này đang được nghiên cứu bằng những phương pháp công nghệ cao nghe như viễn tưởng.
Cụ thể, do perovskites chứa cả thành phần hữu cơ và vô cơ, các lớp hữu cơ trải qua các chuyển pha ảnh hưởng đến cấu trúc của lớp vô cơ. Sự tương tác giữa các lớp hữu cơ và vô cơ thay đổi đáng kể đặc tính của vật liệu.
Giáo sư Connor Bischak, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết nhiệt độ đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuyển pha, mang lại những kết quả ấn tượng. "Có những chuỗi gần giống như dầu mỡ kết tinh lại với nhau. Khi đạt đến một nhiệt độ nhất định, chúng sẽ tan chảy và trở nên lộn xộn hơn. Quá trình tan chảy này ảnh hưởng đến cấu trúc của thành phần vô cơ, quyết định lượng ánh sáng phát ra từ vật liệu và bước sóng của nó", ông Bischak nói trong thông cáo báo chí.
Ánh sáng từ perovskites có thể điều chỉnh được nhờ những thay đổi trong bước sóng, bắt nguồn từ các biến dạng. Về mặt ứng dụng thực tế, điều này có nghĩa là màu sắc ánh sáng LED có thể thay đổi, mang lại lợi ích lớn cho màn hình điện thoại và các thiết bị điện tử khác.
Theo các chuyên gia, khả năng điều chỉnh dựa trên thay đổi nhiệt độ cũng khiến perovskite trở thành vật liệu lý tưởng cho lưu trữ năng lượng nhiệt. Điều này có nghĩa là nó có thể lưu trữ và giải phóng năng lượng nhiệt nhiều lần mà không bị suy giảm. Hơn nữa, perovskite tiếp tục là vật liệu đầy triển vọng cho pin mặt trời. Báo cáo từ Utah cho biết các tế bào silicon thông thường có thể được "nâng cấp" bằng perovskite để tăng hiệu suất.
Ở những nơi khác, các nhà nghiên cứu chính phủ cũng đang thử nghiệm perovskites trong các ứng dụng LED. Trong khi đó, các chuyên gia tại Thụy Sĩ đang tìm cách kéo dài tuổi thọ của vật liệu này bằng các xung ánh sáng hồng ngoại.
Perovskites có thể đóng vai trò then chốt khi thế giới chuyển đổi sang năng lượng sạch hơn. Các thiết bị hiệu quả hơn có thể giảm lượng điện tiêu thụ, từ đó hạn chế ô nhiễm không khí gây hiệu ứng nhà kính. Các nhà khoa học NASA đã cảnh báo một số nơi trên Trái Đất có thể trở nên quá nóng để sinh sống nếu lượng khí thải gây nóng lên toàn cầu không được kiểm soát. Các đợt sóng nhiệt nguy hiểm đến tính mạng đang ngày càng phổ biến.
Việc lắp đặt pin mặt trời tại nhà là giải pháp năng lượng sạch tuyệt vời, có thể giảm hoặc loại bỏ hóa đơn tiền điện. EnergySage là một nguồn tài nguyên đáng tin cậy, giúp bạn tận dụng các khoản giảm thuế liên bang và tìm nhà lắp đặt tốt nhất, có khả năng tiết kiệm hàng ngàn USD chi phí ban đầu. Các chính sách giảm thuế 30% của liên bang sẽ kết thúc vào cuối năm nay, vì vậy bây giờ là thời điểm để xem xét các lựa chọn.