Sinh viên chế tạo siêu tụ điện phục vụ y học từ vỏ sầu riêng

Để vượt qua hạn chế của máy điện châm sử dụng pin truyền thống, nhóm nghiên cứu đã tìm ra một giải pháp mới mang tính cách mạng.

Máy điện châm, một thiết bị quan trọng trong điều trị y học vật lý gặp thách thức của việc sử dụng pin truyền thống, gây ra sự không ổn định trong quá trình điều trị và tạo ra lượng lớn pin đã qua sử dụng. Đáng chú ý, việc này không chỉ ảnh hưởng đến hiệu suất điều trị mà còn gây ô nhiễm môi trường.

Nhóm sinh viên dẫn đầu bởi Bùi Đặng Đăng Khoa đã nắm bắt cơ hội từ một dự án nghiên cứu về vỏ sầu riêng, từ đó họ đã tìm ra một cách tiếp cận mới để giải quyết vấn đề này. Sử dụng vỏ trắng của quả sầu riêng, nhóm nghiên cứu đã thành công trong việc tạo ra carbon aerogel – một vật liệu cơ bản cho siêu tụ điện.

Theo Bùi Đặng Đăng Khoa, vỏ trắng sầu riêng có cấu trúc xốp tự nhiên nên có khả năng khuếch tán điện tử và đẩy mạnh quá trình dẫn truyền ion trong dung dịch điện ly khá tốt. Vỏ trắng sầu riêng sau khi tách sẽ được cắt thành các khối có kích thước 4x4x1(mm), rửa sạch bằng nước cất và bảo quản trong tủ đá; trải qua các bước thủy nhiệt, sấy thăng hoa và nhiệt phân, thu được carbon aerogel. Sau đó, nhóm phủ vật liệu này lên vỏ pin lithium để hoàn thiện siêu tụ điện rồi lắp vào máy điện châm. Nhóm mang đi đo điện hóa và thu được kết quả điện dung 200 F/g, mật độ năng lượng là 10 Wh/kg, ổn định qua 10.000 chu kỳ.

Điều đặc biệt là quy trình sản xuất của nhóm không chỉ đơn giản và tiết kiệm mà còn không sử dụng hóa chất, giúp giảm thiểu ảnh hưởng đến môi trường. Với nguồn cung sầu riêng dồi dào từ đồng bằng sông Cửu Long, việc tìm nguyên liệu cũng trở nên rất dễ dàng thuận lợi.

Kết quả nghiên cứu vượt qua mong đợi của nhóm, đó là sản phẩm siêu tụ điện có hiệu suất tương đương với sản phẩm pin trên thị trường, nhưng với độ ổn định cao hơn và khả năng sử dụng thời gian dài mà không làm nóng máy.

Thành công của nhóm không chỉ được công nhận trong cộng đồng nghiên cứu mà còn được thể hiện qua việc lọt vào top 13 sáng kiến xuất sắc của cuộc thi Sáng kiến thanh niên về chuyển đổi năng lượng và đảm bảo công bằng xã hội năm 2024, cũng như được đầu tư 50 triệu đồng để phát triển sản phẩm.

Với sự hỗ trợ của các chuyên gia từ Green Youth Labs, nhóm đã nhận được sự hướng dẫn về mảng truyền thông và quản lý kinh phí, đồng thời có cơ hội để tương tác và học hỏi từ những người có kinh nghiệm.

Hiện tại, nhóm nghiên cứu đang tập trung phát triển sản phẩm theo hướng áp dụng siêu tụ điện vào máy điện châm, dự kiến sẽ tiến hành thử nghiệm lâm sàng để đánh giá hiệu quả thực tế. 

Kết quả nghiên cứu nói trên có thể được coi là một bước đột phá trong việc nghiên cứu và sử dụng nguồn năng lượng thân thiện với môi trường trong lĩnh vực y học, là minh chứng cho sức mạnh của sự sáng tạo và nỗ lực của giới trẻ trong việc tạo ra những giải pháp thực tiễn cho xã hội.