Buzz
GS. Seth Marder từ Đại học Colorado Boulder (Mỹ) đã trình bày vấn đề này trong tọa đàm 'Vật liệu cho tương lai bền vững', nằm trong khuôn khổ Tuần lễ Khoa học Công nghệ VinFuture 2024, tổ chức tại Hà Nội vào sáng ngày 4/12. Nếu được thực hiện, đây sẽ là một bước tiến lớn trong việc giải quyết tình trạng ô nhiễm rác thải nhựa, một thách thức toàn cầu nghiêm trọng hiện nay.
Tuần lễ Khoa học Công nghệ VinFuture đã trở thành sự kiện đáng mong đợi đối với cộng đồng nghiên cứu toàn cầu mỗi dịp cuối năm.
Rác thải nhựa hiện nay có tổng khối lượng lớn hơn tổng trọng lượng của tất cả con người trên Trái Đất cộng lại
GS. Seth Marder, Giám đốc Viện Năng lượng tái tạo và phát triển bền vững tại Đại học Colorado Boulder, một trong ba diễn giả chính của tọa đàm, đã sử dụng một hình ảnh sinh động để mô tả tình trạng ô nhiễm rác thải nhựa. Theo đó, hiện có khoảng 6,3 tỷ tấn rác thải nhựa trên Trái Đất, tương đương với khối lượng của 1 tỷ con voi châu Phi và nặng hơn tổng trọng lượng của tất cả con người trên hành tinh này.
GS. Seth Marder là một trong những chuyên gia hàng đầu thế giới trong lĩnh vực năng lượng tái tạo và phát triển bền vững.
Năm thập kỷ trước, việc phát hiện polymer - nguyên liệu chính tạo ra nhựa - được coi là một kỳ tích. Polymer hiện diện trong hầu hết các vật liệu gắn liền với sinh hoạt hàng ngày của con người, nhưng cũng đồng thời tạo ra thói quen sống 'dùng một lần rồi vứt'. Lối sống phụ thuộc vào nhựa của con người hiện đại không chỉ làm tăng lượng rác thải khổng lồ mà còn đe dọa cạn kiệt các nguồn tài nguyên thiên nhiên, bao gồm cả nguyên liệu hoá thạch.
GS. Seth Marder cho rằng thách thức lớn nhất trong nghiên cứu hiện nay là phát triển vật liệu nhựa có thể tái sử dụng hoàn toàn, khi hết vòng đời sẽ quay lại cấu trúc nguyên liệu ban đầu. Các phương pháp tái chế hiện nay chỉ giải quyết phần ngọn và thực tế vẫn chưa đạt hiệu quả cao.
'Chúng ta cần thay đổi cách thức sản xuất nhựa ngay từ giai đoạn thiết kế ban đầu thay vì chỉ tập trung vào xử lý vật liệu ở cuối vòng đời. Điều này đòi hỏi sự hợp tác giữa các lĩnh vực nghiên cứu khác nhau, từ cơ khí, tái chế đến trí tuệ nhân tạo (AI). AI và học máy ngày càng đóng vai trò quan trọng trong việc thiết kế vật liệu như thế này,' GS. Seth Marder phân tích.
GS. Seth Marder nhấn mạnh rằng nhựa sẽ tiếp tục được sử dụng rộng rãi trong tương lai. Vì vậy, cải tiến thiết kế nhựa để đảm bảo tính tuần hoàn là một vấn đề cấp bách. Ngoài ra, mọi người cần thay đổi thói quen sử dụng nhựa để góp phần giảm thiểu rác thải nhựa toàn cầu.
Dự báo công suất sản xuất mô-đun năng lượng mặt trời sẽ đạt 3TW vào năm 2030
Cùng với chủ đề vật liệu, hai nhà khoa học khác là GS. Martin Andrew Green từ Đại học New South Wales (Úc) – người nhận Giải thưởng Chính VinFuture 2023, và GS. Marina Freitag từ Đại học Newcastle (Anh) đã đề cập đến vấn đề vật liệu mới để nâng cao hiệu suất pin năng lượng mặt trời.
GS. Martin Andrew Green được vinh danh là 'cha đẻ' của ngành năng lượng mặt trời.
GS. Martin và nhóm nghiên cứu của ông đã giữ kỷ lục về hiệu suất của pin mặt trời Silicon suốt 40 năm qua. Các loại pin mặt trời PERC và TOPCon do ông phát minh vào những năm 1980 và được nhóm của ông triển khai hiện nay chiếm hơn 90% tổng sản lượng mô-đun năng lượng mặt trời Silicon trên toàn cầu.
Trong bối cảnh hiện đại, thế giới đang cần một hướng đi mới để nâng cao hiệu suất của pin mặt trời Silicon, với mục tiêu đạt 3TW/năm vào năm 2030. Điều này sẽ góp phần quan trọng trong việc giảm chi phí sản xuất pin năng lượng mặt trời, giảm phát thải carbon và thúc đẩy tính bền vững cho nền kinh tế toàn cầu.
Một trong những thách thức lớn đối với nhóm nghiên cứu của GS. Martin là tìm ra vật liệu có thể kết hợp với Silicon để tạo ra các tấm pin mặt trời có công suất cao hơn.
GS. Marina Freitag đề xuất sử dụng Perovskite, một khoáng chất được phát hiện cách đây 200 năm tại dãy Ural bởi nhà khoa học Lev Perovski. Bà cho rằng đây là nguyên liệu dồi dào và sẵn có, mang lại giải pháp tối ưu cho việc nâng cao hiệu suất của pin mặt trời.
GS. Marina Freitag đã đưa ra một giải pháp đột phá nhằm nâng cao công suất sản xuất pin mặt trời.
GS. Marina giải thích rằng việc kết hợp Perovskite với Silicon giúp tăng khả năng giữ ánh sáng lâu hơn, từ đó nâng cao công suất của pin. Theo tính toán, pin mặt trời kết hợp giữa Silicon và Perovskite có thể giảm thời gian hoàn vốn xuống chỉ còn 4 tháng và giảm phát thải CO2 lên đến 50%.
Khi bàn về việc ứng dụng AI trong nghiên cứu và sản xuất vật liệu mới, GS. Marina cho rằng cần phải tính đến chi phí năng lượng. Thêm vào đó, để AI có thể tham gia vào nghiên cứu vật liệu, các phòng thí nghiệm cần phải có một kho dữ liệu đủ lớn, điều này đòi hỏi sự hợp tác và chia sẻ dữ liệu toàn cầu.
Chuỗi tọa đàm 'Khoa học vì Cuộc sống' do Quỹ VinFuture tổ chức quy tụ các trí thức hàng đầu để thảo luận về tương lai của thế giới.
Năng lượng tái tạo, bao gồm năng lượng mặt trời, gió và thủy điện, đang ngày càng trở thành giải pháp chủ chốt để đối phó với khủng hoảng năng lượng toàn cầu và giảm thiểu lượng khí thải carbon. Trong đó, vật liệu cho pin mặt trời giữ vai trò vô cùng quan trọng.
Pin mặt trời, với việc sử dụng các vật liệu tiên tiến như Silicon, Perovskite và vật liệu hai chiều, đang nâng cao hiệu suất chuyển đổi năng lượng mặt trời thành điện năng, đồng thời giúp giảm chi phí sản xuất. Những cải tiến này không chỉ thúc đẩy sự phát triển của năng lượng sạch mà còn đóng góp tích cực vào bảo vệ môi trường và phát triển bền vững toàn cầu.
Tuần lễ Khoa học và Công nghệ VinFuture sẽ diễn ra tại Hà Nội từ 4 đến 7/12/2024, với điểm nhấn là Lễ trao giải VinFuture lần thứ 4 vào tối 6/12 tại Nhà hát Hồ Gươm. Sự kiện sẽ được truyền hình trực tiếp từ 20h10 trên kênh VTV1 của Đài Truyền hình Việt Nam và phát sóng trực tuyến trên các báo điện tử cùng các nền tảng mạng xã hội lớn.
