Những phát minh gây “rung động” thế giới năm 2025

Siêu nhỏ, siêu mạnh

Với sức mạnh lên tới 1.000 mã lực chỉ trong một bánh xe và khả năng loại bỏ hoàn toàn hệ thống phanh sau truyền thống, phát minh của YASA- nhà sản xuất động cơ điện danh tiếng có trụ sở tại Oxfordshire (Anh) và là công ty con của Mercedes - Benz được kỳ vọng sẽ định nghĩa lại hoàn toàn khái niệm về xe điện hiệu suất cao.

Phát minh của YASA thể hiện sự vượt trội so với các siêu động cơ khác. Ảnh: Electrek

Đầu tháng 12, YASA công bố một nguyên mẫu động cơ in-wheel (tích hợp trong bánh xe) với những thông số kỹ thuật gây chấn động, thiết lập một kỷ lục phi chính thức về mật độ công suất trên thế giới. Động cơ chỉ nặng vỏn vẹn 12,7kg nhưng có thể sản sinh công suất cực đại lên tới 750kW, tương đương khoảng 1.005 mã lực. So sánh với các đối thủ sừng sỏ, sản phẩm của YASA thể hiện sự vượt trội rõ rệt. Đơn cử như động cơ "Dark Matter" danh tiếng của hãng siêu xe Koenigsegg dù rất hiện đại nhưng vẫn nặng tới 39kg để tạo ra 789 mã lực. 

Phát minh làm rung chuyển ngành vận tải hạng nặng

Các kỹ sư tại Trường Đại học Purdue (Indiana, Mỹ) đã đạt bước đột phá lớn: Sạc không dây thành công cho xe tải điện hạng nặng đang di chuyển trên đường cao tốc với công suất lên tới 190kW-tương đương lượng điện tiêu thụ của khoảng 100 gia đình trung bình. Trong thử nghiệm, đội ngũ nghiên cứu đã lắp hệ thống cuộn dây phát điện ngầm dưới lớp bê tông đường. Chiếc xe đầu kéo điện Cummins Class 8 được cải tiến đặc biệt (lắp cuộn dây thu dưới gầm xe) đã chạy qua đoạn đường 400m với tốc độ 105km/giờ và nhận điện ổn định 190kW trong suốt quá trình.

Việc sạc xe điện không dây không phải là công nghệ mới, nhưng việc cung cấp gần 200kW ở tốc độ đường cao tốc cho xe tải hạng nặng là điều chưa từng có. Với công suất cao và cấu trúc chi phí đầy hứa hẹn, công nghệ này đại diện cho một giải pháp thiết thực và có khả năng thay đổi hoàn toàn tương lai vận tải thương mại đường bộ. Thành công này mở ra khả năng xây dựng các "đoạn đường sạc" trên cao tốc Mỹ trong tương lai gần, giảm đáng kể nỗi lo hết pin và thời gian dừng sạc cho xe điện, đặc biệt trong ngành vận tải hàng hóa toàn cầu. Từ đó mở ra tương lai bền vững hơn cho ngành này.

Biến bã cà phê thành một loại bê tông mới

 Các nhà nghiên cứu tại Học viện Công nghệ Hoàng gia Melbourne (RMIT), Australia đã tìm ra cách biến bã cà phê, tưởng chỉ là thứ bỏ đi, thành một loại bê tông mới bền chắc hơn và thân thiện với môi trường hơn đáng kể so với bê tông truyền thống trong xây dựng. 

Theo các nhà nghiên cứu, Australia mỗi năm thải ra khoảng 83.000 tấn bã cà phê. Nếu không được xử lý, phần lớn lượng chất thải này sẽ bị chôn lấp, góp phần gia tăng ô nhiễm môi trường. Thay vì để lượng rác hữu cơ này lãng phí, nhóm nghiên cứu đã nung bã cà phê ở 350 độ C trong môi trường ít oxy để tạo ra biochar-một dạng vật liệu giàu carbon, ổn định và có cấu trúc tương tự than sinh học. Bê tông có bổ sung 15% biochar từ bã cà phê có độ bền nén cao hơn gần 30% so với bê tông thông thường. 

Tạo điện sạch vào ban đêm

Các kỹ sư tại Trường Đại học California, Davis (Mỹ) đã phát minh ra động cơ Stirling-một thiết bị tận dụng hiệu ứng làm mát tự nhiên của bầu trời đêm để tạo ra năng lượng bền vững. Chìa khóa vận hành của động cơ Stirling nằm ở chênh lệch nhiệt độ mà nó khai thác. Ở những vùng như sa mạc, nơi không khí khô và bầu trời trong xanh, mặt đất vẫn giữ được nhiệt hấp thụ vào ban ngày, nhưng không khí có thể trở nên mát hơn đáng kể. Hiện tượng này tạo ra sự chênh lệch nhiệt độ giữa mặt đất ấm và không khí lạnh bên trên. Đội ngũ kỹ sư đã cải tiến động cơ Stirling bằng một tấm vật liệu cách nhiệt được thiết kế đặc biệt, giúp cách nhiệt giữa hai vùng nhiệt độ này. Sau đó, họ đặt động cơ Stirling lên tấm vật liệu đóng vai trò như một ăng ten tỏa nhiệt và đặt toàn bộ động cơ trên mặt đất ngoài trời vào ban đêm. Mặt đất đóng vai trò là mặt ấm của động cơ, còn ăng ten dẫn luồng khí lạnh từ không gian. Thiết kế này cho phép động cơ tận dụng sự chênh lệch nhiệt độ, tạo ra một lượng công suất đáng kể ngay cả khi không có ánh sáng mặt trời.

Động cơ hai thì đặc biệt đầu tiên trên thế giới

Với chiều cao gần 10m và công suất đầu ra khổng lồ 10.320kW-tương đương với 112 chiếc xe hơi-động cơ B&W ME-LGIM của nhà sản xuất động cơ Đức Everllence là động cơ hai thì nhiên liệu kép đầu tiên trên thế giới có khả năng vận hành bằng cả methanol và nhiên liệu hàng hải thông thường. 

Động cơ ME-LGIM có thể đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy quá trình chuyển đổi năng lượng sang hướng xanh và bền vững hơn cho ngành vận tải biển toàn cầu. Khi được cung cấp năng lượng bằng methanol xanh, B&W ME-LGIM mang lại những lợi ích đáng kể cho môi trường và thậm chí có thể cung cấp hệ thống đẩy trung hòa carbon. Nó giúp giảm phát thải khí nhà kính (GHG), vật chất dạng hạt và oxit lưu huỳnh (SOₓ), biến nó thành một giải pháp sạch và tuân thủ, phù hợp với các mục tiêu khí hậu toàn cầu cũng như các quy định về khí thải.

Cũng trong lĩnh vực vận tải biển, một phát minh của các nhà khoa học Nhật Bản có thể khiến "ông lớn" dầu mỏ sợ hãi. Đó là động cơ tàu biển chạy bằng amoniac đầu tiên trên thế giới, được phát triển bởi Japan Engine Corporation (J-ENG). Động cơ có tên 7UEC50LSJA-HPSCR dự kiến sẽ được lắp đặt trên tàu chở hàng vào năm 2026, có khả năng cách mạng hóa ngành vận tải biển toàn cầu với khả năng sử dụng nhiên liệu kép và lượng khí thải gần như bằng 0.

Phát minh rung chuyển ngành pin mặt trời toàn cầu

Janta Power, một công ty có trụ sở tại Texas (Mỹ) đang đẩy nhanh quá trình thương mại hóa công nghệ tháp quang điện 3D mật độ cao. Phát minh này hứa hẹn sẽ cách mạng hóa hiệu quả sử dụng đất và năng lượng mặt trời.

Không giống như các hệ thống lắp đặt tấm pin mặt trời phẳng thông thường trải rộng trên diện tích lớn, tháp của Janta Power xếp chồng các tấm pin mặt trời theo chiều dọc. Thiết kế này cho phép lắp đặt nhiều tấm pin hơn trên một diện tích nhỏ hơn, tương tự như cách các tòa nhà chọc trời tối đa hóa không gian trong cảnh quan đô thị. Nhờ đó, Janta Power không chỉ tối ưu hóa việc sử dụng đất mà còn nâng cao khả năng thu năng lượng của các trang trại năng lượng mặt trời.

Việc lắp đặt theo chiều dọc các tháp này mang lại những lợi thế rõ rệt. Chúng được trang bị hệ thống theo dõi thông minh giúp xoay các tháp theo quỹ đạo mặt trời suốt cả ngày. Điều này bảo đảm việc tiếp xúc liên tục với ánh sáng mặt trời, kể cả vào sáng sớm và chiều muộn khi các tấm pin mặt trời phẳng có thể hoạt động kém hiệu quả. 

TRẦN LONG