Tên nhiệm vụ:
Nghiên cứu chế tạo và khảo sát tính chất của một số vật liệu, cấu trúc phát điện ma sát (Triboelectric Nanogenerator – TENG)
Năm nghiệm thu:
2025
Lĩnh vực:
Khoa học tự nhiên
Đơn vị chủ trì:
Học viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Chủ nhiệm:
GS. TS. Phan Ngọc Minh.
Mục tiêu:
Chế tạo các hệ vật liệu thích hợp để chế tạo thành công các cấu trúc phát điện ma sát (triboelectric nanogenerator – TENG) bằng công nghệ in 3D và các công nghệ khác.
- Chế tạo thành công module TENG cấp nguồn cho đèn LED chiếu sáng.
- Xây dựng nhóm nghiên cứu và hướng nghiên cứu mới về TENG ở Viện Hàn lâm KHCNVN
Tóm tắt nội dung chính:
Đề tài tập trung nghiên cứu chế tạo các hệ vật liệu và cấu trúc TENG bằng các phương pháp in 3D, electrospinning, đúc và gạt phủ; khảo sát các tính chất cơ học, điện và kháng khuẩn của vật liệu, cấu trúc TENG. Đề tài đã chế tạo được nhiều hệ vật liệu mới như PHMG-GA-PVA, CS-PHMG-GA, PVC/PVDF và các cấu trúc TENG theo nguyên lý nhấp – nhả, trượt, một điện cực và tự do. Một số cấu trúc đạt hiệu suất phát điện cao, hoạt động ổn định trong điều kiện độ ẩm cao và có khả năng kháng khuẩn. Đề tài cũng chế tạo thành công module TENG gồm 4 cấu trúc tiếp xúc nhấp – nhả ghép song song, có khả năng cấp nguồn cho đèn LED, với điện áp sau chỉnh lưu 288 V và công suất đỉnh 0,23 W. Kết quả nghiên cứu được công bố trên các tạp chí chuyên ngành trong nước và quốc tế.
Kết quả:
04 cấu trúc TENG theo các nguyên lý nhấp – nhả, trượt, một điện cực và tự do; 01 module TENG cấp nguồn cho đèn LED; 05 bản vẽ kỹ thuật; tài liệu thiết kế, hướng dẫn lắp đặt và sử dụng; các báo cáo chuyên đề và báo cáo tổng hợp kết quả thực hiện nhiệm vụ. Module TENG đạt điện áp một chiều sau chỉnh lưu 288 V, công suất đỉnh 0,23 W và độ bền hoạt động trên 10.000 chu kỳ. Đề tài công bố 02 bài báo trên tạp chí SCIE, 01 bài báo VAST2 và 01 bài kỷ yếu hội nghị trong nước; tham gia đào tạo 01 nghiên cứu sinh và 01 học viên cao học liên quan đến TENG.
Nhu cầu hợp tác:
Hợp tác với các viện nghiên cứu, trường đại học, doanh nghiệp trong lĩnh vực vật liệu mới, công nghệ nano, điện tử và năng lượng để tiếp tục hoàn thiện vật liệu, cấu trúc và module TENG; phối hợp nghiên cứu, chế tạo, thử nghiệm và phát triển các sản phẩm thu hoạch năng lượng từ chuyển động cơ học, phục vụ thiết bị điện tử công suất thấp, cảm biến và thiết bị thông minh; đồng thời tăng cường hợp tác nghiên cứu, đào tạo và chuyển giao công nghệ trong nước và quốc tế.
Đánh giá tiềm năng:
Có tiềm năng ứng dụng trong lĩnh vực thu hoạch năng lượng cơ học, vật liệu chức năng và thiết bị điện tử, đặc biệt cho các thiết bị công suất thấp, cảm biến, thiết bị thông minh và chiếu sáng LED. Các vật liệu và cấu trúc TENG có khả năng tiếp tục được hoàn thiện, tích hợp và phát triển thành các module, thiết bị thu hoạch năng lượng và cảm biến để chuyển giao cho các viện, trường và doanh nghiệp. Tiềm năng thương mại hóa ở mức khá, cần tiếp tục tối ưu hóa hiệu suất, độ bền, quy mô chế tạo và chi phí sản xuất trước khi triển khai ở quy mô lớn.
Thông tin liên hệ:
Sở Khoa học và Công nghệ Thành phố Đồng Nai; 1597 Đường Phạm Văn Thuận, Phường Trấn Biên, thành phố Đồng Nai; Điện thoại: (0251) 3822297