Chia sẻ với phóng viên, đôi bạn Thùy Trinh và Thanh Thúy, cho biết: Trong cuộc sống hằng ngày, con người thực hiện rất nhiều hành động di chuyển, trong đó có những bước chân, song phần lớn năng lượng sinh ra từ hoạt động này bị lãng phí. Với mong muốn khai thác nguồn năng lượng nói trên để cấp điện cho các thiết bị nhỏ, giúp tiết kiệm năng lượng từ các nguồn truyền thống như điện lưới hoặc pin hóa học, cũng như khuyến khích mọi người tập thể dục và nâng cao nhận thức cộng đồng về năng lượng tái tạo, bảo vệ môi trường, chúng em đã có ý tưởng và được thầy giáo Lê Minh Phương, giáo viên Hóa học của trường hướng dẫn nghiên cứu, biến ý tưởng “tạo điện năng từ những bước chân”.
Mô hình “Tạo điện năng từ những bước chân” sử dụng vật liệu loa gốm làm cảm biến piezoelectric nhằm tối ưu hóa hiệu suất chuyển đổi năng lượng. Tại các khu vực đông người như: Trường học, trung tâm thương mại, công viên, phố đi bộ, mô hình này có thể tận dụng tối đa năng lượng từ sự di chuyển của con người.
Thầy giáo Lê Minh Phương cùng em Phạm Thị Thùy Trinh (bên trái) và Nguyễn Thị Thanh Thúy
nghiên cứu, hoàn thiện dự án “Mô hình tạo điện năng từ những bước chân” .
Trải qua quá trình khảo sát công nghệ, vật liệu và khảo sát môi trường thực tế, Thùy Trinh và Thanh Thúy đã thiết kế, xây dựng thành công mô hình tổng thể thu năng lượng từ những bước chân dựa trên nguyên lý áp điện, sử dụng cảm biến loa gốm piezoelectric để chuyển đổi cơ năng thành điện năng. Mô hình tổng thể bao gồm: Tấm sàn áp điện (được cấu tạo từ nhiều đĩa loa gốm được mắc nối tiếp hoặc song song); hệ thống chỉnh lưu và lưu trữ điện năng; thiết bị tiêu thụ năng lượng. Khi có lực tác động (bước chân hoặc áp lực khác), cảm biến loa gốm sẽ tạo ra một điện áp. Dòng điện xoay chiều (AC) từ cảm biến sẽ được mạch chỉnh lưu chuyển đổi thành dòng điện một chiều (DC). Nguồn điện DC này sẽ được lưu trữ vào pin hoặc tụ điện. Nguồn điện đã lưu trữ có thể được sử dụng để cấp năng lượng cho đèn led hoặc các thiết bị tiêu thụ nhỏ.
Theo Thùy Trinh và Thanh Thúy, điểm mới của dự án mô hình “Tạo điện năng từ những bước chân” là sử dụng vật liệu loa gốm để chuyển hóa cơ năng thành điện năng. Phương pháp này tận dụng được đặc tính cơ điện tốt, giá thành thấp và dễ sản xuất của vật liệu loa gốm. Dự án phát triển hai mô hình cụ thể, mỗi mô hình được xây dựng với chi phí thấp (khoảng 300.000 đồng/mô hình), dễ triển khai và phù hợp với các điều kiện thực tế. Không chỉ tạo ra năng lượng từ những bước chân, mô hình còn thiết kế hệ thống lưu trữ năng lượng trong pin và tụ điện, đảm bảo sử dụng lâu dài và hiệu quả cho các thiết bị nhỏ như đèn led hoặc sạc pin điện thoại.
Mô hình là minh chứng về tính khả thi của việc khai thác năng lượng từ những bước chân thông qua cảm biến piezoelectric làm từ loa gốm. Mô hình không chỉ tiết kiệm năng lượng mà còn thân thiện với môi trường, có khả năng ứng dụng trong thực tiễn, nhất là những nơi đông người qua lại. Sau Cuộc thi Khoa học kỹ thuật học sinh trung học cấp tỉnh, những ngày này, Thùy Trinh và Thanh Thúy tiếp tục nghiên cứu, cải tiến thiết kế và công nghệ, tích hợp đa chức năng để hoàn thiện dự án mô hình “Tạo điện năng từ những bước chân” để tham gia Cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp quốc gia học sinh trung học năm học 2024-2025 dự kiến được tổ chức trong tháng 3/2025 tại TP. Hồ Chí Minh.
Lâm Anh