Thiết bị lọc bụi trong không khí sử dụng năng lượng mặt trời của Từ Thái Nguyên (học sinh trường THPT Nguyễn Huệ, TP. Huế, tỉnh Thừa Thiên Huế) có nguyên lý hoạt động đơn giản, chi phí rẻ nhưng hiệu quả rất lớn, đặc biệt góp phần làm hạn chế ô nhiễm không khí.
Máy lọc bụi trong không khí sử dụng năng lượng mặt trời của Từ Thái Nguyên
Nói về lý do tạo ra thiết bị ý nghĩa này, Nguyễn cho hay hiện có nhiều loại máy lọc khí được chế tạo đa dạng chức năng từ lọc bụi đến các loại khí gây hại cho sức khỏe. Quy mô sử dụng của các loại máy lọc khí biến đổi từ hộ gia đình đến các đường phố ở đô thị của các quốc gia Châu Á, Châu Âu. Tuy nhiên, việc chế tạo và ứng dụng máy lọc khí thích hợp cho Huế vẫn là vấn đề còn bỏ ngỏ.
“Tại sao mình không làm một chiếc máy lọc không khí dựa trên những gì thế giới đã làm với chi phí rẻ hơn, dễ tiếp cận người dùng hơn và việc ứng dụng cho cuộc sống một cách dễ dàng nhất, nhất là giảm thiểu ô nhiễm môi trường…”- Nguyên nói.
Sau hai tháng ròng rã đeo bám với đề tài, Nguyên đã thành công. Nguyên đã thiết kế một chiếc máy lọc khí sử dụng cho các đường phố nhờ kế thừa thiết kế đã có của các máy lọc khí. Nhằm tăng lưu lượng không khí được lọc, thiết kế sử dụng 2 động cơ cánh quạt đặt cùng chiều với mục đích một quạt hút, một quạt đẩy không khí. Số tấm lọc có thể được linh hoạt thêm bớt cho phù hợp với tình hình kinh tế của địa phương. Về cơ bản, máy luôn có hai tấm lọc bụi, một tấm lọc bụi thô cỡ sợi tóc và một tấm lọc bụi PM10.
Các tấm lọc đều được dẫn nước chảy theo chiều thẳng đứng để liên tục làm sạch các tấm lọc bằng hiện tượng rửa trôi. Máy bơm có nhiệm vụ đưa nước từ ô nước sạch tưới vào các tấm lọc. Tấm pin năng lượng mặt trời có vai trò cấp năng lượng điện cho thiết bị hoạt động.
“Khi có ánh sáng mặt trời, pin năng lượng mặt trời sẽ chuyển hóa năng lượng ánh sáng thành điện năng và cấp điện năng cho thiết bị hoạt động. Quạt đẩy sẽ đẩy không khí vào thiết bị, quạt hút cũng sẽ đồng thời hoạt động để tạo dòng lưu thông của không khí. Qua tấm lọc đầu tiên các hạt bụi thô sẽ bị giữ lại. Dòng khí tiếp tục chuyển động xuyên qua tấm lọc thứ hai sẽ giữ lại các hạt bụi có kích thước nhỏ hơn. Cuối cùng, ta thu được một luồng không khí có ít bụi hơn luồng không khí ban đầu”- Nguyên thông tin.
Chiếc máy được đặt thử nghiệm lọc bụi trên đường phố
Quá trình nghiên cứu đề tài, Nguyên đã thu được một số kết quả nhất định. Nguyên đã đưa ra được mô hình thiết kế thiết bị lọc bụi có thể được nâng cấp, thay thế các tấm lọc khí một cách dễ dàng. Phương án sử dụng, đặt để thiết bị trên một số tuyến đường của thành phố cũng đã được đưa ra. Việc kiểm nghiệm khả năng lọc bụi cũng đã được tiến hành bằng cách sử dụng các sensor cảm biến bụi.
Điểm mới của đề tài chính là sử dụng một phần phương thức thiết kế của máy lọc khí gia đình để đưa ra một phương án thiết kế máy lọc khí cho không gian lớn là đường phố nhưng vẫn đảm bảo giá thành chế tạo và duy trì thấp. Có thể thấy rằng máy lọc khí gia đình tuy sử dụng năng lượng mặt trời nhưng chỉ phù hợp cho các không gian nhỏ hẹp.
Các máy lọc khí đô thị đều có giá thành rất cao và chủ yếu sử dụng năng lượng điện từ hệ thống điện lưới mà đây cũng chính là nguyên nhân khiến chi phí duy trì máy không dừng lại ở giá thành chế tạo ban đầu. Kế thừa phương pháp thiết kế của những máy lọc khí nói trên, Nguyên mạnh dạn đưa ra thiết kế thiết bị lọc khí chạy bằng năng lượng mặt trời sử dụng cho các tuyến đường phố.
“Máy của mình có giá thành rẻ, sử dụng năng lượng mặt trời, dễ lắp đặt, sửa chữa. Khi lắp lên những tuyến đường phố, nó có thể vừa lọc mà cũng có không gian trên máy để quảng cáo. Em cảm thấy hài lòng vì đây là chiếc máy do chính tay em làm ra, góp phần làm sạch không khí nơi em sinh sống. Hiệu quả lọc của nó cũng khiến em bất ngờ. Không khí sau khi lọc giảm 30% mật độ bụi”- Nguyên cho hay.
Trao đổi thêm với PV, thầy Lân – giáo viên hướng dẫn Nguyên cho biết, Nguyên là học sinh trí tuệ, đam mê khoa học kỹ thuật và ý tưởng của đề tài trên rất tốt. Thiết bị mà đề tài hướng tới sẽ chuyển hóa quang năng thành điện năng rồi thành cơ năng để giữ lại những hạt bụi trong không khí.
Nguyên nhận giải khoa học kỹ thuật cấp tỉnh
“Nó có tác dụng vừa để làm không khí trong lành, vừa làm hạ nhiệt độ môi trường xung quanh do phần quang năng chuyển hóa thành nhiệt năng đã phần nào giảm đi. Tuy nhiên, để có thể có hiệu quả thật sự trong không gian rộng lớn xung quanh thì cũng cần phải đào sâu nghiên cứu hơn nữa. Cần nhất là sự chung tay của những chuyên gia trong lĩnh vực cơ – điện tử và môi trường giúp đỡ để nâng tầm cho năng lực của thiết bị…”- thầy Lân nói.
Sản phẩm của Nguyễn đã được trao giải Tư cuộc thi Sáng tạo Khoa học Kỹ thuật cấp tỉnh năm 2019, giải Ba cuộc thi Sáng tạo Thanh Thiếu niên, Nhi đồng cấp tỉnh năm 2019.
Nguyên kỳ vọng, thiết bị này sẽ được đặt trên những tuyến đường bộ, thay thế những tấm biển quảng cáo, vừa lọc khí vừa có không gian quảng cáo. Qua đó, giúp em góp một phần nhỏ để không khí được trong lành hơn.
“Thời gian tới mình sẽ hoàn thiện hơn chiếc máy để dự cuộc thi Sáng tạo Thanh thiếu niên, nhi đồng toàn quốc. Đồng thời, tích hợp thêm các lớp lọc các loại khí có mùi khó chịu và các loại khí độc khác, nghiên cứu gắn thêm hệ thống đèn chiếu tia tử ngoại để khử một số loại vi khuẩn có thể gây hại cho sức khỏe của con người…”- Nguyên bộc bạch.
Theo Baotainguyenmoitruong.vn (19/6/2019)
