Select Page

Mơ về “con đường năng lượng”, SV Bách khoa chế tạo máy phát điện từ bước chân

Sau hơn một năm nghiên cứu, nhóm sinh viên Bách khoa thuộc CLB Khởi nghiệp Xanh Bách khoa (BKGI) đã chế tạo thành công máy phát điện nano từ lực ma sát bước chân.

Mới đây, dự án máy phát điện nano từ lực ma sát bước chân của nhóm BK TENG, trong đó có ba sinh viên Bách khoa Quốc tế là Đỗ Nguyễn Chi Mai, Bùi Đức Nghị (cùng là K2018 chương trình Chất lượng cao ngành Quản lý Công nghiệp) và Trần Duy Khang (K2020 chương trình Chất lượng cao ngành Kỹ thuật Máy tính), đã xuất sắc giành được vé tham dự Vòng Chung kết cuộc thi Sinh viên với quyền sở hữu trí tuệ 2021.

Cùng OISP trò chuyện với bạn Lê Hoàng Minh (sinh viên chương trình Đại trà ngành Công nghệ Vật liệu, trưởng nhóm BK TENG) vào một ngày đẹp trời giữa tháng Mười Một, khi cả nhóm vừa lọt vào top 5 của cuộc thi và đang gấp rút chuẩn bị tranh tài ở Vòng Chung kết nha!

Bài viết liên quan
4 dự án của SV OISP lọt vào top 10 cuộc thi Sinh viên với quyền sở hữu trí tuệ 2021
► Trà giải lo âu của SV Bách khoa: sản phẩm khởi nghiệp từ loại dược liệu quý

CON ĐƯỜNG PAVEGEN – NGUỒN CẢM HỨNG SƠ KHAI CỦA DỰ ÁN

* Ý tưởng thiết kế máy phát điện nano ma sát của các bạn đến từ đâu vậy?

Năng lượng đóng vai trò thiết yếu trong cuộc sống con người. Tuy nhiên, hiện nay, nguồn năng lượng hóa thạch (than đá, dầu mỏ, khí đốt…) đang dần cạn kiệt. Mặt khác, việc sử dụng những loại năng lượng này cũng thải ra lượng khí CO2 rất lớn, dẫn đến hàng loạt hệ lụy như: ô nhiễm môi trường, hiệu ứng nhà kính, nóng lên toàn cầu…

TENG (Triboelectric NanoGenerator – máy phát điện nano ma sát) là công nghệ mà nhóm mình luôn hướng tới. Bên cạnh đó, nhằm khẳng định tinh thần năng động, sáng tạo và ham học hỏi của sinh viên Bách khoa, tụi mình đã kết hợp từ “BK” với từ “TENG” để tạo nên thương hiệu tinh gọn và hoàn chỉnh nhất.

Từ lâu, các thành viên trong nhóm đã băn khoăn về thực trạng này. Ý tưởng tạo ra chiếc máy phát điện từ lực ma sát bước chân bất ngờ lóe lên khi nhóm mình tình cờ đọc được thông tin về Pavegen (một trong những “con đường thông minh” đầu tiên trên thế giới, có thể sản sinh năng lượng khi người đi bộ bước lên một loại tấm lát đặc biệt, được lắp trên mặt đường).

Con đường Pavegen có thể sản sinh năng lượng khi người đi bộ bước lên một loại tấm lát đặc biệt, được lắp trên mặt đường. – Hình: Google Images

Sau đó, cả nhóm quyết tâm tìm kiếm lời giải cho câu hỏi “Làm thế nào để tạo ra điện từ những bước chân?”. Sau nhiều lần thử nghiệm, cuối cùng, BK TENG đã chế tạo thành công máy phát điện nano ma sát gọn nhẹ, bền bỉ và có hiệu suất cao.

* Minh chia sẻ chi tiết hơn về dự án của nhóm nha!

Với cấu tạo đơn giản, bao gồm hai lớp vật liệu sở hữu bề mặt cấu trúc nano(1), máy phát điện nano ma sát (Triboelectric Nanogenerator – TENG) có tác dụng thu hồi năng lượng cơ học từ lực ma sát bước chân, sau đó chuyển đổi thành điện năng. Vì điện tích của hai loại vật liệu này khác nhau nên khi chúng tiếp xúc và tách rời, hiện tượng nhiễm điện dương ở bề mặt một vật liệu và hiện tượng nhiễm điện âm ở bề mặt vật liệu còn lại sẽ xuất hiện, từ đó hình thành dòng điện. 

TENG mang ưu điểm gọn nhẹ, dễ chế tạo, đa dạng về vật liệu và có thể được ứng dụng rộng rãi trong các thiết bị di động, thiết bị theo dõi sức khỏe, cảm biến chống trộm, đồng hồ đeo tay… Để đưa máy phát điện nano ma sát nhanh chóng đi vào cuộc sống, nhóm sẽ “trình làng” thảm thu hồi điện từ bước chân có diện tích 1 m2 trong khuôn viên trường mình.

Đồng thời, trong dự án này, tụi mình cũng tiếp tục nghiên cứu – ứng dụng phương pháp phân pha nâng cao (Improved Phase Separation IPS), một phương pháp chế tạo cấu trúc nano tạo bề mặt ma sát do TS. Bùi Văn Tiến (giảng viên Bộ môn Vật liệu Polymer, Khoa Công nghệ Vật liệu, giảng viên hướng dẫn của nhóm) độc quyền sáng chế. Phương pháp này giúp chế tạo bề mặt cấu trúc nano trên nhiều loại vật liệu polymer(2) khác nhau. Điểm ưu việt của phương pháp là chúng ta có thể tạo ra bề mặt vật liệu có cấu trúc tốt với chi phí thấp trong điều kiện thí nghiệm không quá khắt khe.

Bài viết liên quan
► Máy đo thân nhiệt và rửa tay tự động tích hợp IoT của sinh viên Bách khoa

► Tái chế rác thải nhựa tạo sợi 3D: sinh viên Bách khoa Quốc tế thắng giải cuộc thi Tech Planter 2021

TÌNH YÊU KHOA HỌC VÀ TINH THẦN BỀN BỈ LÀ BÍ QUYẾT THÀNH CÔNG

* Trong quá trình triển khai dự án, nhóm BK TENG đã vượt qua những trở ngại nào?

Nhóm BK TENG bắt đầu nghiên cứu vào tháng Tám năm ngoái. Từ đó tới nay, tụi mình đã gặp phải rất nhiều khó khăn về kỹ thuật chế tạo, bài toán kinh tế, mô hình kinh doanh, tình hình nhân sự…

Để xử lý những vấn đề trên, cả nhóm luôn sắp xếp thời gian làm việc cụ thể, đồng thời phân chia nhiệm vụ rõ ràng, phù hợp với khả năng của từng thành viên. Trong giai đoạn giãn cách do dịch bệnh, nhóm chủ động họp online hàng tuần nhằm cập nhật tiến độ kịp thời và động viên nhau cùng cố gắng hết sức.

Hơn nữa, có một điều may mắn là nhóm mình đã luôn nhận được sự hỗ trợ nhiệt tình từ các thầy cô, đó là TS. Võ Thanh Hằng (giảng viên Khoa Môi trường và Tài nguyên), TS. Bùi Văn Tiến (giảng viên Khoa Công nghệ Vật liệu), ThS. Phạm Tiến Minh (giảng viên Khoa Quản lý Công nghiệp) và mentor Nguyễn Duy Vũ (Giám đốc Trung tâm Nghiên cứu ứng dụng công nghệ xây dựng, Trường ĐH Bách khoa).

* Theo bạn, thành công hiện tại của nhóm bắt nguồn từ đâu?

Mình cho rằng thành công bước đầu của nhóm là sự tổng hòa của nhiều yếu tố, trong đó phần lớn xuất phát từ tình yêu khoa học cùng tinh thần bền bỉ của mọi thành viên. 

Dù bận rộn học hành nhưng nhóm mình vẫn đồng lòng theo đuổi vì tất cả cùng chia sẻ niềm đam mê nghiên cứu khoa học. Hơn nữa, TENG còn là một dự án vô cùng tiềm năng, vừa góp phần bảo vệ môi trường vừa đóng góp tích cực cho cộng đồng và xã hội.

Ngoài ra, tinh thần kỷ luật và cam kết triệt để với mục tiêu cuối cùng cũng là yêu cầu tiên quyết đối với người làm khoa học. Dù trải qua 5 lần thất bại toàn tập trước đó, nhóm vẫn tiếp tục nghiên cứu cho tới khi chế tạo thành công.

Dự án thiết bị thu hồi điện từ bước chân của nhóm BK TENG đã xuất sắc lọt vào top 5 cuộc thi Sinh viên với quyền sở hữu trí tuệ 2021.

* Nhóm BK TENG sẽ phát triển dự án như thế nào trong tương lai?

Sắp tới, nhóm mình sẽ dồn sức tranh giải ở Vòng Chung kết cuộc thi Sinh viên với quyền sở hữu trí tuệ 2021. Mặt khác, với mong muốn ứng dụng TENG rộng rãi trong nhiều lĩnh vực cuộc sống, tụi mình dự định hợp tác thử nghiệm thiết bị với bệnh viện Trưng Vương trong quá trình điều trị cho bệnh nhân Parkinson.

Xa hơn nữa, nhóm sẽ ưu tiên tận dụng những vật liệu từ phế thải để sản xuất giày thu hồi năng lượng, giày chạy bộ hỗ trợ trị liệu cũng như xây dựng những cung đường chạy bộ thu hồi năng lượng từ lực ma sát bước chân.

(1) Vật liệu nano: Loại vật liệu có cấu trúc dạng sợi, ống, hạt, tấm mỏng… rất phổ biến trong lĩnh vực sinh học vì có kích thước tương tự tế bào, dao động trong khoảng 1-100 nm (1 nm = 10-9 m)

(2) Polymer: Tên gọi chung của những hợp chất có khối lượng phân tử lớn, cấu trúc có sự lặp đi lặp lại các mắt xích cơ bản. Những mắt xích này kết nối chặt chẽ với nhau nhờ liên kết cộng hóa trị, tức là mỗi hai (hoặc nhiều hơn hai) phân tử sẽ kết nối với nhau bằng một cặp electron chung.

Sinh viên với quyền sở hữu trí tuệ (S&IP) là cuộc thi thường niên do Trung tâm Sở hữu Trí tuệ và Chuyển giao Công nghệ (IPTC) trực thuộc Đại học Quốc gia TP.HCM phối hợp với Khu Công nghệ Phần mềm (ITP) cũng Đại học Quốc gia TP.HCM tổ chức, dưới sự chỉ đạo của Cục Sở hữu Trí tuệ và Đại học Quốc gia TP.HCM. Mục đích của cuộc thi là tìm kiếm và ươm mầm những ý tưởng sáng tạo hoặc dự án kinh doanh triển vọng của sinh viên.

Tin cập nhật: Trong quá trình chạy nước rút cho cuộc thi Sinh viên với quyền sở hữu trí tuệ 2021, dự án thảm tạo ra điện từ bước chân của nhóm BK TENG tiếp tục lọt vào top 5 cuộc thi GBA Business Challenge 2021. Đây là cuộc thi tìm kiếm những ý tưởng khởi nghiêp sáng tạo và bền vững do Hiệp hội Doanh nghiệp Đức (GBA), Cơ quan Trao đổi Hàn lâm Đức (DAAD) và Trường Đại học Việt Đức (VGU) phối hợp tổ chức. Năm nay, những đội thi xuất sắc nhất sẽ tham gia một buổi tập huấn đặc biệt trước khi tranh tài trực tiếp vào đầu tháng Mười Hai.

XUÂN MAI thực hiện

Bài trước

Bài tiếp