Yanliang Zhang, phó giáo sư kỹ thuật cơ khí và hàng không vũ trụ tại Đại học Notre Dame, cùng các cộng tác viên Alexander Dowling và Tengfei Luo đã phát triển một phương pháp mới siêu nhanh có sự hỗ trợ của máy học để tạo ra các thiết bị nhiệt điện hiệu suất cao, tiết kiệm năng lượng.
>> Tham khảo: Kỹ thuật chế tạo dây nano mới lạ mở đường cho điện tử học spin thế hệ tiếp theo.
Quy trình mới sử dụng ánh sáng có xung cường độ cao để thiêu kết vật liệu nhiệt điện trong vòng chưa đầy một giây (quá trình thiêu kết thông thường trong lò nhiệt có thể mất hàng giờ). Nhóm đã tăng tốc phương pháp biến mực hạt nano thành thiết bị linh hoạt này bằng cách sử dụng máy học để xác định các điều kiện tối ưu cho quy trình thiêu kết cực nhanh nhưng phức tạp.
Thành tựu vừa được công bố trên tạp chí Khoa học Năng lượng và Môi trường.
Zhang cho biết các thiết bị nhiệt điện linh hoạt mang đến những cơ hội tuyệt vời để chuyển đổi trực tiếp nhiệt thải thành điện cũng như làm lạnh ở trạng thái rắn. Chúng có những lợi ích bổ sung như nguồn năng lượng và thiết bị làm mát — chúng không thải ra khí nhà kính, bền và yên tĩnh vì không có bộ phận chuyển động.
>> Tham khảo: Chất xúc tác có liên quan tối đa đến việc sản xuất hóa chất và lưu trữ năng lượng bằng hydro.
Mặc dù có tiềm năng tác động rộng rãi đến sự bền vững về năng lượng và môi trường, các thiết bị nhiệt điện vẫn chưa đạt được ứng dụng quy mô lớn do thiếu phương pháp sản xuất tự động nhanh và tiết kiệm chi phí.
Quá trình thiêu kết flash cực nhanh có sự hỗ trợ của máy học giờ đây sẽ cho phép sản xuất các thiết bị hiệu suất cao, thân thiện với môi trường nhanh hơn nhiều và với chi phí thấp hơn nhiều.
Zhang cho biết: “Kết quả có thể được áp dụng để cung cấp năng lượng cho mọi thứ, từ thiết bị cá nhân có thể đeo được, đến cảm biến và thiết bị điện tử, cho đến Internet vạn vật trong ngành”.
“Việc tích hợp thành công xử lý flash quang tử và học máy có thể được khái quát hóa để sản xuất nhiều loại vật liệu điện tử và năng lượng có quy mô cao và chi phí thấp.”
>> Tham khảo: Quá trình khử cacbon hoàn toàn của ngành hàng không Hoa Kỳ nằm trong tầm tay.
Zhang là điều tra viên chính của Phòng thí nghiệm năng lượng và sản xuất tiên tiến tại Notre Dame. Dowling, trợ lý giáo sư về kỹ thuật hóa học và sinh học phân tử, và Luo, Giáo sư Nghiên cứu Năng lượng của Gia đình Dorini — cả hai đều là chuyên gia về học máy — đã đóng góp cho nghiên cứu này, cùng với nghiên cứu sinh tiến sĩ Mortaza Saeidi-Javash (hiện là trợ lý giáo sư tại Trường Đại học California State Long). Beach), nghiên cứu sinh tiến sĩ Ke Wang và cộng sự sau tiến sĩ Minxiang Zeng (hiện là trợ lý giáo sư tại Đại học Công nghệ Texas).
