Nhóm nghiên cứu của tiến sỹ Nguyễn Trọng Hiếu tại Đại học Quốc gia Australia (ANU), trường đại học hàng đầu của Australia và thế giới, mới đây đã công bố một loạt phát hiện đột phá có thể giúp cách mạng hóa công nghệ năng lượng Mặt trời.

Thông tin từ Thông tấn xã Việt Nam cho biết, trong khi đa số các nghiên cứu tập trung vào cải thiện chất lượng của phần lõi bên trong pin Mặt trời, nhóm nghiên cứu của tiến sỹ Trọng Hiếu tập trung vào lớp màng mỏng bên trên của pin, vốn mỏng hơn vài nghìn lần so với tóc người. Lớp vỏ mỏng này dùng để dẫn điện từ pin và bảo vệ phần lõi.

Đầu năm 2018, nhóm nghiên cứu phát hiện lớp vỏ mỏng này có thể phát ra ánh sáng rất đặc biệt. Họ nhanh chóng nhận ra sự hiện diện của các nguyên tử hydro làm thay đổi đáng kể các đặc tính của ánh sáng này. Đây là thông tin mà sau đó có thể được sử dụng để tìm hiều những gì xảy ra bên trong lớp màng mỏng.

Cuối năm 2018, nhóm tiếp tục tìm ra ra một phương pháp để tích hợp các nguyên tử hydro vào lớp màng này để cải thiện chất lượng của toàn bộ pin. Trong tự nhiên, hydro thường tồn tại ở dạng phân tử (hai nguyên tử liên kết với nhau).

Nhóm nghiên cứu đã khắc phục điều này bằng cách đặt một vật liệu khác có nhiều hydro nguyên tử lên trên lớp màng, sau đó đẩy các nguyên tử hydro riêng lẻ vào trong màng bằng cách làm nóng mẫu ở 400 độ C. Tiến sỹ Hiếu cho biết khi các nguyên tử hydro được “tiêm” vào lớp màng, thay vì lõi tế bào, hiệu suất của toàn bộ pin được tăng lên đáng kể.

Những khám phá này chắc chắn sẽ giúp sản xuất pin Mặt trời silicon mạnh hơn và hiệu quả hơn bởi các nhà khoa học đã biết cách điều khiển hàm lượng hydro bên trong lớp màng để có pin Mặt trời tốt hơn.

Năng lượng mặt trời là loại năng lượng rẻ, sạch bậc nhất thế giới hiện nay. Tuy nhiên, loại năng lượng này lại đang ẩn hiện một thảm họa môi trường.

Bởi lẽ, khi các tấm pin mặt trời lão hóa, các quốc gia đang sử dụng loại này làm một trong những nguồn năng lượng chính sẽ phải đối diện với một "quả bom rác" khổng lồ.

Tiêu biểu như trường hợp của Trung Quốc. Đây là quốc gia có số lượng nhà máy điện mặt trời lớn nhất thế giới với tổng công suất lên tới gần 80 GW vào năm 2016, gần gấp đôi so với Mỹ.

Trang tin Business Insider cho hay, hồi đầu năm 2017, Bắc Kinh tuyên bố sẽ dành 361 tỷ USD đầu tư cho năng lượng tái tạo (bao gồm điện mặt trời, điện gió, thủy điện và điện hạt nhân) vào năm 2020. Đến năm 2022, Trung Quốc dự tính đạt 320 GW công suất năng lượng từ gió và mặt trời, cùng với 340 GW năng lượng từ thủy điện. Đến năm 2030, nước này muốn tạo ra 1/5 năng lượng từ các nguồn tái tạo.

Tuy nhiên, các tấm pin mặt trời có tuổi thọ tương đối ngắn, trong khi Chính phủ Trung Quốc lại chưa có kế hoạch “nghỉ hưu” nào cho chúng. Ông Lu Fang, đại diện Hiệp hội Năng lượng Tái tạo Trung Quốc, ước tính tới năm 2040, khối lượng các tấm pin mặt trời quá hạn sử dụng tại nước này dự kiến sẽ lên tới 20 triệu tấn - tương đương gấp 2.000 lần trọng lượng của tháp Eiffel.

Theo Cục Năng lượng Mỹ, tuổi thọ của một tấm pin mặt trời dao động từ 20 - 30 năm, tùy thuộc vào môi trường sử dụng. Ông Tian Min, Tổng giám đốc Nanjing Fangrun Materials - công ty chuyên tái chế tấm năng lượng mặt trời hết hạn sử dụng, đặt tại tại tỉnh Giang Tô, Trung Quốc – đánh giá, ngành điện mặt trời là một quả bom hẹn giờ đang đếm ngược.

“Quả bom này sẽ nổ tung trong 2 - 3 thập kỷ tới và là hiểm họa khủng hiếp đối với môi trường”, ông Tain nói. “Đó là bãi rác khổng lồ không dễ tái chế”.

Một tấm pin mặt trời chứa các kim loại như chì, đồng, nhôm, với các tế bào năng lượng mặt trời làm từ tinh thể silicon và được bọc trong lớp nhựa dày để bảo vệ. Tại châu Âu, đã có một số công ty phát triển được công nghệ tinh vi cho phép thu hồi hơn 90% các vật liệu này, tuy nhiên giá cả của công nghệ này là vấn đề lớn.

Các nhà máy điện mặt trời của Trung Quốc đa phần được đặt tại những vùng sâu vùng xa như Gobi ở Mông Cổ, trong khi các công ty tái chế chủ yếu nằm ở những nơi phát triển dọc vùng duyên hải. Do đó, việc vận chuyển các tấm pin mặt trời hết hạn trên quãng đường xa như vậy cũng vô cùng tốn kém.

Ngoài ra, việc phân loại và xử lý rác tốn chi phí lớn cho lao động và điện năng, chưa kể các hóa chất như acid sinh ra trong quá trình tái chế cũng gây hại cho môi trường.

Nếu các phát hiện của nhóm tiến sĩ Việt được phát triển thành giải pháp cho các tấm pin có tuổi thọ dài và hiệu năng cao hơn, ít nhất, những "quả bom rác hẹn giờ" ấy sẽ được kéo dài thời gian để chính quyền các nước có thêm cơ hội tìm kiếm giải pháp triệt để.