Sử dụng rễ cây làm thiết bị lưu trữ năng lượng

Theo nhóm các nhà khoa học, quá trình lưu trữ năng lượng chỉ có thể thực hiện được khi cây được tưới bằng một loại dung dịch đặc biệt để làm cho rễ của chúng dẫn điện.

Nghiên cứu được thực hiện tại phòng thí nghiệm điện tử hữu cơ của trường Đại học Linköping, bước đột phá của thí nghiệm được xây dựng dựa trên nghiên cứu trước đó cũng từ nhóm các nhà khoa học do TS. Eleni Stavrinidou đứng đầu.

Cụ thể, vào năm 2015, các nhà khoa học đã có thể chế tạo các mạch điện trong mô mạch của hoa hồng bằng cách định lượng cho cây trồng với một loại polymer dẫn điện gọi là PEDOT, với các mạch điện sau đó được sử dụng để tạo thành các bóng bán dẫn. Vào năm 2017, các nhà khoa học đã bổ sung một oligomer liên hợp được gọi là ETE-S để thay thế, tạo thành các polymer trong cây biến thành chất dẫn điện có khả năng lưu trữ năng lượng.

TS. Eleni Stavrinidou cho biết: Trước đây, chúng tôi đã tiến hành thử nghiệm với các loại cây giâm cành, bởi đặc tính có thể tiếp nhận và tổ chức các polyme hoặc oligomer dẫn điện. Nhưng trong nghiên cứu mới này, chúng tôi sử dụng những cây bình thường, cụ thể là cây đậu, được trồng từ hạt. Kết quả cho thấy rằng những cây này có thể dẫn điện tốt khi chúng được tưới bằng dung dịch có chứa các oligomer.

Các nhà khoa học nghiên cứu tính dẫn và lưu trữ điện trong rễ cây đậu

Theo thông tin từ nhóm nghiên cứu, loại đậu được sử dụng trong các thí nghiệm của nhóm có tên gọi là Phaseolus vulgaris. Chúng có thể polyme hóa oligomer liên hợp ETE-S có trong dung dịch tưới nước như một phần của quy trình tự nhiên. Qua đó tạo một màng dẫn điện dạng polyme trên rễ và biến toàn bộ hệ thống rễ thành một mạng lưới các chất dẫn điện, có thể hoạt động, lưu trữ trong hơn 4 tuần.

Với kết quả thu được đó, các nhà khoa học đã điều chỉnh để biến rễ cây thành siêu tụ điện với các gốc hoạt động như các điện cực của hệ thống trong quá trình sạc và xả. Họ cũng phát hiện ra rằng, với cách biến đổi nhỏ đó, cây đậu có thể lưu trữ năng lượng gấp 100 lần so với nghiên cứu trước đây với thân cây ghép và dường như không ảnh hưởng nhiều đến sự phát triển của cây.

TS. Eleni Stavrinidou đánh giá: Sau thí nghiệm, cây phát triển một hệ thống rễ phức tạp hơn nhưng vẫn tiếp tục phát triển bình thường và tạo ra trái đậu.

Nhóm nghiên cứu chia sẻ, công trình này tạo ra hướng đi đầy hứa hẹn trong việc tích hợp hệ thống năng lượng vào thực vật sống mà không ảnh hưởng đến các chức năng sinh học, bảo vệ môi trường.