Mặt trời nhân tạo có thể làm ra điện?

Mặt trời nhân tạo không phải là khái niệm quá mới mẻ trên thế giới. Nhưng liệu sản xuất điện từ mặt trời nhân tạo có khả thi?

Ông Song Yuntao, nhà khoa học hạt nhân hàng đầu của Trung Quốc, mới đây tuyên bố trong vòng 5 năm tới nước này sẽ đạt được bước tiến lớn trong công nghệ mặt trời nhân tạo, báo South China Morning Post (SCMP) đưa tin.

Theo đó, một lò phản ứng thử nghiệm sẽ được xây dựng, mở đường cho việc sản xuất năng lượng sạch thay thế cho Trung Quốc trong vòng 50, 60 năm tới. Nếu đúng như vị này tuyên bố, đây sẽ là một bước tiến vượt bậc nữa của Trung Quốc, bỏ lại những nước lớn khác như Mỹ, Đức, Pháp…

Nóng gấp 3 lần lõi mặt trời

Ông Song hiện đứng đầu dự án về năng lượng hợp hạch lớn nhất của Trung Quốc. Theo SCMP, hồi đầu tháng này, các nhà khoa học thuộc dự án đã giữ plasma (trạng thái thứ tư của vật chất ngoài rắn, lỏng, khí) cực nóng ở nhiệt độ gấp ba lần lõi mặt trời trong vòng 100 giây.

Thí nghiệm được tiến hành tại cơ sở nghiên cứu ở thành phố Hợp Phì (tỉnh An Huy) lần này đã vượt qua kỷ lục về thời gian gấp hai lần so với năm ngoái.

Với tốc độ thử nghiệm như hiện tại, ông Song ước tính mỗi 16 hoặc 17 tháng, các nhà khoa học Trung Quốc sẽ cố gắng tăng thời gian giữ nhiệt độ lên gấp 2 lần so với lần kế cận trước đó.

Sử dụng thiết bị có tên Tokamak để tạo ra từ trường hình xuyến giữ plasma bên trong, các nhà khoa học Trung Quốc đang cố gắng duy trì thời gian đốt cháy và nhiệt độ cực cao bên trong lên hơn 1.000 giây. Người ta tin rằng đây là thời điểm plasma sẽ tạo ra một phản ứng dây chuyền hạt nhân bền vững – một bước quan trọng để phát điện.

Mốc quan trọng đó sẽ sớm đạt được sau 5 hoặc 6 năm nữa, trưởng dự án tuyên bố. “Chúng tôi hi vọng nó sẽ bắt đầu đi vào hoạt động và thương mại hóa trong vòng 50, 60 năm tới” – ông Song lạc quan.

Những thách thức

Mặt trời tự nhiên của chúng ta được xem là một nguồn năng lượng hợp hạch tự nhiên hoàn hảo. Sự phát triển của công nghệ hợp hạch, đặc biệt là ý tưởng áp dụng nó vào các lò phản ứng hạt nhân để sản xuất điện đã được nêu ra từ lâu.

Tuy nhiên trong nhiều năm qua, ý tưởng này đã gặp nhiều khó khăn trong việc làm sao kìm nén quá trình phản ứng để nhiệt lượng được giải phóng ở tốc độ vừa phải và có thể kiểm soát được.

Trung Quốc là một trong những quốc gia góp tiền nhiều nhất cho ITER, dự án lò phản ứng hợp hạch lớn nhất thế giới đang được xây dựng tại Pháp. Nhưng sự chậm trễ trong việc cấp vốn từ các bên tham gia có thể trì hoãn thử nghiệm đầu tiên của lò ITER đến sau năm 2025.

Nhà khoa học họ Song khẳng định khi xây dựng lò phản ứng thử nghiệm sẽ rút kinh nghiệm từ lò ITER và “tạo ra những cải tiến táo bạo”. Để ngăn dòng plasma nóng gấp 10 lần lõi mặt trời tiếp xúc với thành bên trong lò phản ứng Tokamak, người ta sử dụng các loại dây siêu dẫn tiên tiến để tạo ra từ trường. Quá trình này đòi hỏi cần một lượng lớn năng lượng.

Tuy nhiên, ông Song tuyên bố Trung Quốc đã có thể sản xuất hàng loạt loại dây siêu dẫn có thể sử dụng ít năng lượng hơn bất kỳ nước nào trên thế giới. Hàng trăm tấn dây siêu dẫn như thế này được các nhà máy Trung Quốc sản xuất mỗi năm với giá khoảng 4.400 USD/dây.