Trung Quốc phát triển máy phát điện từ không khí

Các nhà khoa học ở Bắc Kinh đã tạo ra một thiết bị có thể biến khí nóng di chuyển ở tốc độ siêu thanh thành điện cường độ cao.

Tác giả chính của nghiên cứu Zhang Xiaoyuan từ Viện Cơ học thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc cho biết năng lượng cường độ cao được tạo ra từ công nghệ này có thể dùng để sạc pháo laser, vũ khí vi sóng, súng điện từ và các vũ khí quân sự khác. Ngoài ra, nó cũng có thể sử dụng cho mục đích dân sự như sản xuất năng lượng nhiệt hạch hạt nhân hoặc gửi đi một loạt tín hiệu SOS mạnh trong trường hợp khẩn cấp, SCMP hôm 2/2 đưa tin.

Theo mô tả trên Tạp chí Cơ học Lý thuyết và Ứng dụng Trung Quốc, hệ thống phát điện mới hoạt động bằng cách kích hoạt các vụ nổ biến khí thành plasma chuyển động nhanh. Sau đó, nó chuyển đổi năng lượng của plasma thành điện năng.

Trong một thí nghiệm, hệ thống tạo ra sóng xung kích năng lượng cao thông qua vụ nổ hydro-oxy. Sóng xung kích nén khí argon và tăng tốc nó lên Mach 14, hay gấp 14 lần tốc độ âm thanh, biến khí trơ thành plasma dẫn điện cao chứa đầy các ion nóng, tích điện. Cuối cùng, dòng plasma chảy qua một bộ phận được gọi là máy phát điện từ thủy động lực học (MHD), một dụng cụ dạng ống có thể thu năng lượng từ các ion chuyển động nhanh và chuyển đổi thành điện năng.

Theo các nhà nghiên cứu, máy phát điện MHD tạo ra các xung điện nhanh lên tới 212 kilowatt trong khi sử dụng chưa đến một lít khí siêu thanh, cho thấy tiềm năng giải phóng một vụ nổ năng lượng trong thời gian cực ngắn để dùng cho mục đích quân sự. Nó có thể là giải pháp cho một số hạn chế lớn nhất trong việc phát triển và triển khai vũ khí năng lượng xung, giải phóng những vụ năng lượng khổng lồ để tiêu diệt mục tiêu.

Quá trình đốt cháy thông thường, chẳng hạn như đốt cháy nhiên liệu hóa thạch trong động cơ phản lực, không thể tạo ra chất lỏng bị ion hóa đủ nhanh để phát điện công suất cao. Loại phát điện này thường yêu cầu một cơ sở lớn và phức tạp với máy phát điện có nhiều bộ phận cơ khí đòi hỏi bảo trì thường xuyên. Điện được sản xuất tại các cơ sở đó cũng cần được lưu trữ trong siêu tụ điện để năng lượng có thể giải phóng trong tích tắc. Các siêu tụ điện rất nặng, cồng kềnh và việc sử dụng nhiều lần sẽ gây áp lực lớn cho những thành phần phức tạp và đắt tiền của chúng.

Trong khi đó, máy phát điện MHD có thể sản xuất điện công suất cao trong một hệ thống đơn giản và tương đối nhỏ gọn. "Một trong rất nhiều lợi thế độc đáo của MHD là không có bộ phận quay. Nó cũng không cần các thành phần lưu trữ năng lượng trung gian. Năng lượng có thể được truyền trực tiếp đến tải tiêu thụ mà không cần công tắc công suất cao. Bên cạnh đó, thiết bị có thể khởi động nhanh chóng", Zhang cho biết.

Trung Quốc đang phát triển vũ khí vi sóng công suất cao để gây nhiễu máy bay và vệ tinh, thứ được cho là sẽ yêu cầu một gigawatt năng lượng đầu vào. Nhóm của Zhang cho biết hệ thống máy phát điện của họ có thể tạo ra một gigawatt điện chỉ từ 5 m3 plasma siêu thanh.

Máy phát điện MHD đã được lắp ráp và thử nghiệm tại một cơ sở nghiên cứu phát triển vũ khí siêu thanh ở Bắc Kinh. Chính phủ Trung Quốc đã ban hành một chính sách tài trợ mới vào năm ngoái, khuyến khích nhiều nhà khoa học tham gia nghiên cứu siêu thanh và đưa công nghệ - hiện chủ yếu được sử dụng trong quân đội - đến với người dùng dân sự.