Các nhà khoa học tại Đức đã vừa xây dựng một hệ thống ánh sáng có thể tập trung năng lượng tương đương với bức xạ của 10.000 mặt trời lên một điểm hội tụ. Mục tiêu sau cùng của hệ thống mặt trời nhân tạo này là nhằm sản xuất các loại nhiên liệu thân thiện với môi trường, điển hình là hydrogen.
Hệ thống được gọi là Synlight do Trung tâm hàng không vũ trụ Đức (DLR) phát triển và hiện được đặt tại thành phố Juelich. Hệ thống bao gồm một loạt 149 bóng đèn Xenon Short Arc (XSA) - tương tự loại đèn dùng trong máy chiếu tại các rạp phim lớn, nhằm tái tạo và tập trung năng lượng tương đương với ánh sáng từ 10.000 mặt trời chiếu vào Trái Đất.
Trong buổi trình diễn hôm nay, các nhà nghiên cứu đã tập trung hệ thống đèn công suất 350 kW xếp theo hình tổ ong này vào một tấm kim loại kích thước 20 x 20 cm. Giám đốc trung tâm DLR - Bernhard Hoffschmidt cho biết hệ thống có thể tạo ra nhiệt độ đến 3000 độ C. Toàn bộ hệ thống có kích thước rất lớn, cao 14 m, trải dài 16 m.
Vậy tại sao người ta lại muốn tạo ra một hệ thống siêu sáng, phát nhiệt khủng khiếp như vậy? Các nhà nghiên cứu hiện đang thử nghiệm các phương pháp mới để buộc các nguyên tố trong tự nhiên phải hiện hình, ở đây là hydrogen. Không giống như nhiều nhiên liệu khác, hydrogen khi cháy không tạo ra khí thải carbon, do đó nó rất thân thiện với môi trường. Tuy nhiên, nhiên liệu hydrogen không xuất hiện tự nhiên trên Trái Đất, nó đòi hỏi các điều kiện tương tự như trong không gian để phân tử nước có thể được phân tách thành hydrogen và oxygen.
Khi hệ thống này tập trung ánh sáng vào miếng kim loại, nó sẽ bị làm nóng đến 800 độ C, lúc này nhóm nghiên cứu sẽ phun hơi nước lên bề mặt kim loại. Kim loại phản ứng với oxygen trong nước trong khi hydrogen giữ nguyên. Khi tiếp tục được làm nóng, oxygen một lần nữa được phân tách từ kim loại. Dĩ nhiên dưới cường độ ánh sáng và nhiệt độ cao như vậy thì bạn chắc chắn sẽ không muốn đứng trong khu vực phát xạ bởi chỉ 1 giây phơi mình trước bức xạ, dù là bức xạ bật trở lại từ các bức tường thì cơ thể bạn chắc chắn sẽ bị sấy khô.
Một điều nữa là hydrogen rất dễ bay hơi. Ở trạng thái lỏng, nhiên liệu hydrogen có thể có thể được đốt cháy với chỉ 1/10 năng lượng cần có để đốt xăng. Do đó, hydrogen cần được xử lý và bảo quản cực kỳ cẩn thận (hẳn anh em đã nghe đến thảm họa khí cầu dùng khí hydro Hindenburg năm 1937?) Nhiều giải pháp đã được giới nghiên cứu, đặc biệt là các hãng làm xe hơi nghĩ ra nhằm khiến hydrogen trở nên an toàn hơn, chẳng hạn như thùng nhiên liệu nén áp suất, một khi va chạm thì hydrogen sẽ được giải phóng ngay lập tức vào không khí hoặc carbon monoxide (CO) có thể được thêm vào hỗn hợp để tạo ra nhiên liệu kerosene thân thiện với môi trường có thể được dùng trong ngành công nghiệp hàng không và tên lửa.
Một hạn chế của hệ thống Synlight hiện tại là lượng điện năng cực lớn để vận hành. Chỉ trong vòng 4 giờ, hệ thống sử dụng lượng điện năng tương đương với một hộ gia đình dùng cả năm. Các nhà nghiên cứu hiển nhiên để ý tới vấn đề này bởi một hệ thống cần quá nhiều năng lượng để tạo ra nhiên liệu sạch thì rõ ràng không hoàn toàn thân thiện với môi trường. Tuy nhiên họ hy vọng rằng một phiên bản khác của hệ thống trong tương lai sẽ sử dụng năng lượng mặt trời. Thực tế thì một mục tiêu khác mà các nhà nghiên cứu muốn nhắm đến là tạo ra các tấm pin mặt trời hiệu suất cao hơn để có thể tạo ra đủ năng lượng cung cấp cho hệ thống Synlight.
Synlight hiện đang trong giai đoạn thử nghiệm và một khi chứng minh được ý tưởng, hệ thống này có thể được mở rộng quy mô lên gấp 10 lần, đủ để sử dụng trong công nghiệp.
Hệ thống được gọi là Synlight do Trung tâm hàng không vũ trụ Đức (DLR) phát triển và hiện được đặt tại thành phố Juelich. Hệ thống bao gồm một loạt 149 bóng đèn Xenon Short Arc (XSA) - tương tự loại đèn dùng trong máy chiếu tại các rạp phim lớn, nhằm tái tạo và tập trung năng lượng tương đương với ánh sáng từ 10.000 mặt trời chiếu vào Trái Đất.
Vậy tại sao người ta lại muốn tạo ra một hệ thống siêu sáng, phát nhiệt khủng khiếp như vậy? Các nhà nghiên cứu hiện đang thử nghiệm các phương pháp mới để buộc các nguyên tố trong tự nhiên phải hiện hình, ở đây là hydrogen. Không giống như nhiều nhiên liệu khác, hydrogen khi cháy không tạo ra khí thải carbon, do đó nó rất thân thiện với môi trường. Tuy nhiên, nhiên liệu hydrogen không xuất hiện tự nhiên trên Trái Đất, nó đòi hỏi các điều kiện tương tự như trong không gian để phân tử nước có thể được phân tách thành hydrogen và oxygen.
Một điều nữa là hydrogen rất dễ bay hơi. Ở trạng thái lỏng, nhiên liệu hydrogen có thể có thể được đốt cháy với chỉ 1/10 năng lượng cần có để đốt xăng. Do đó, hydrogen cần được xử lý và bảo quản cực kỳ cẩn thận (hẳn anh em đã nghe đến thảm họa khí cầu dùng khí hydro Hindenburg năm 1937?) Nhiều giải pháp đã được giới nghiên cứu, đặc biệt là các hãng làm xe hơi nghĩ ra nhằm khiến hydrogen trở nên an toàn hơn, chẳng hạn như thùng nhiên liệu nén áp suất, một khi va chạm thì hydrogen sẽ được giải phóng ngay lập tức vào không khí hoặc carbon monoxide (CO) có thể được thêm vào hỗn hợp để tạo ra nhiên liệu kerosene thân thiện với môi trường có thể được dùng trong ngành công nghiệp hàng không và tên lửa.
Synlight hiện đang trong giai đoạn thử nghiệm và một khi chứng minh được ý tưởng, hệ thống này có thể được mở rộng quy mô lên gấp 10 lần, đủ để sử dụng trong công nghiệp.
Theo: Focus.de
