Nhật Bản: Phát minh tường chắn sóng thần có thể tự sản xuất điện

Tường chắn sóng có thể nâng hạ giúp bảo vệ các thị trấn ven biển trước sóng thần, nhưng trong tình huống mất điện và chúng không hoạt động, thảm họa sẽ xảy ra. Để khắc phục vấn đề này, nhóm nghiên cứu tại Viện Công nghệ Tokyo mới đây đã đề xuất một bức tường chắn có thể tự sản xuất điện.

Mỗi năm trên thế giới chỉ có khoảng 2 trận sóng thần gây thiệt hại hoặc chết người, theo Hệ thống Cảnh báo Sóng thần Mỹ. Những vụ sóng thần mạnh với khả năng gây thiệt hại hoặc chết người ở cách xa nguồn hơn 1.000 km xảy ra với tần suất khoảng 2 vụ mỗi thập kỷ. Tuy nhiên, sóng thần vẫn là một trong những hiện tượng có sức hủy diệt lớn nhất hành tinh và ở Nhật Bản – quốc gia hứng chịu tới 20% số trận sóng thần trên thế giới – đây là mối đe dọa thường trực.

Một biện pháp để ngăn chặn hoặc giảm thiệt hại là lắp đặt những tường chắn lớn dưới đáy biển xung quanh cảng. Chúng có thể được nâng lên nhanh chóng khi thảm họa xuất hiện. Nhưng trong trường hợp mất điện sau thảm họa, việc hạ chúng xuống để cảng hoạt động lại bình thường trở thành một bài toán.

Ý tưởng này rất quan trọng với Nhật Bản vì có nhiều cảng biển (trên 2.780 cảng cá và 993 cảng thương mại) cần được bảo vệ khỏi sóng thần do động đất dưới biển gây ra. Hệ thống này có tên “Tường chắn sóng di động tự cấp điện” (gọi tắt là SMS). 

Trong nghiên cứu mới, các chuyên gia đề xuất lắp đặt những bức tường chắn sóng ngắn và có thể dịch chuyển ở mỗi bến cảng, với khoảng trống rộng 30 cm giữa chúng. Trong khoảng trống là các turbine phát điện thủy triều nhỏ, có khả năng tạo ra dư thừa điện để vận hành các tời – thiết bị giúp hạ tường chắn xuống đáy biển để bến cảng hoạt động lại sau khi nguy hiểm qua đi.

Tường ngăn sóng thần dùng các phần tử động để biến lực tác động của nước thành năng lượng điện, bằng cách sử dụng một quá trình được gọi là hiệu ứng Seebeck. Quá trình này cho phép sinh ra năng lượng điện từ sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai chất liệu khác nhau.

Hệ thống tường chắn tạo ra đủ điện để tự vận hành, và khi không có sóng thần, chúng cũng có thể tạo ra tới 1.000 kWh năng lượng sạch mỗi đợt thủy triều. Lượng điện này sẽ được cung cấp cho địa phương.

Tuy nhiên, không phải khu vực nào cũng có thể lắp đặt hệ thống. Nhóm nghiên cứu đã đánh giá khoảng 56 cảng của Nhật Bản và nhận thấy chỉ 23 cảng trong số này có thể tạo ra đủ điện để hạ tường chắn.

Giáo sư Hiroshi Takagi, trưởng nhóm dự án, cho biết: “Theo chúng tôi biết, chưa có hệ thống nào trên thế giới sử dụng tường chắn sóng di động để sản xuất điện và dùng chính nguồn điện đó để vận hành. Trong điều kiện thiên tai khắc nghiệt ở Nhật Bản, nếu công nghệ tường chắn sóng di động mới có thể được thiết lập thông qua nghiên cứu này thì chắc chắn trong tương lai, nó có thể được xuất khẩu và triển khai ở nước ngoài như một công nghệ phòng chống thiên tai mang tính đột phá”.

Vĩnh Hải (T/h)