3 chàng trai Vật lý Bách khoa Hà Nội chế tạo vật liệu mới tạo năng lượng xanh!

Tại Hội nghị Sinh viên NCKH của Đại học Bách khoa Hà Nội lần thứ 41 năm 2023- 2024, nghiên cứu “Vật liệu tổng hợp FeS/C làm vật liệu điện cực cho siêu tụ điện” của 3 chàng trai Khoa Vật lý kỹ thuật: Nguyễn Văn Quân - K65; Trương Văn Quyền - K65, Đào Thanh Quang – K66 đã giành giải Nhì hạng mục Vật liệu mới. Đây là hướng nghiên cứu chế tạo vật liệu tích trữ năng lượng ứng dụng cho pin và siêu tụ điện.

Hướng nghiên cứu về các vật liệu và thiết bị lưu trữ năng lượng

Là những sinh viên Khoa Vật lý kỹ thuật, 3 chàng trai rất hào hứng khi vừa được học tập, thí nghiệm, thực hành tại Khoa, vừa được liên ngành, mở rộng “tầm nhìn” khoa học, tham gia lab nghiên cứu Vật liệu năng lượng xanh, Viện Đào tạo Quốc tế về Khoa học Vật liệu (ITIMS), Trường Vật liệu, Đại học Bách khoa Hà Nội. 

Nhận thấy trong cuộc sống hàng ngày, nhu cầu về năng lượng ngày càng tăng, sau khi tạo ra năng lượng thì cần đòi hỏi các hệ/ linh kiện lưu trữ năng lượng đó, các chàng trai Vật lý đặt mục tiêu nghiên cứu về các vật liệu và thiết bị lưu trữ năng lượng có hiệu quả cao (tuổi thọ dài, chịu được ứng suất nhiệt, năng lượng riêng cao, nguyên liệu tiết kiệm), đồng thời chúng cũng phải thân thiện với môi trường (không phát thải khí độc hại, các bộ phận có thể tái chế). 

Trưởng nhóm Nguyễn Văn Quân chia sẻ: “Chúng tôi chọn đề tài này nghiên cứu vì khả năng ứng dụng rộng rãi của vật liệu năng lượng xanh, kết quả cuối cùng là chế tạo Vật liệu tổ hợp FeS/C nhằm ứng dụng làm điện cực cho siêu tụ điện".

Phân tích dưới góc nhìn khoa học, tụ điện hóa hay còn được gọi là siêu tụ điện đang là một giải pháp hấp dẫn cho các thiết bị lưu trữ năng lượng vì những đặc tính nổi trội: Mật độ năng lượng cao, tuổi thọ dài và chi phí sản xuất tương đối thấp. Chúng có thể ứng dụng làm nguồn điện để khởi động trong ô tô điện, loại phương tiện góp phần bảo vệ môi trường đang được quan tâm phát triển trong thời gian gần đây. 
 

Được biết, hướng nghiên cứu về các vật liệu và thiết bị lưu trữ năng lượng được một nhóm lớn rất đông sinh viên, các nghiên cứu sinh, thạc sĩ, tiến sĩ của Trường Vật liệu và Khoa Vật lý kỹ thuật, Đại học Bách khoa Hà Nội bền bỉ theo đuổi, sáng tạo.  

“Lì lợm” nghiên cứu!

Từ năm 2022, nhóm sinh viên bắt đầu tham gia nghiên cứu trong lab dưới sự hướng dẫn của các thầy, cô giáo Bách khoa Hà Nội. Nhóm tập trung nghiên cứu nhiều vật liệu ứng dụng cho tích trữ năng lượng nói chung như: Oxit sắt (Fe2O3, Fe3O4), FeS, FeS2, Fe3S4, MoS2, MnS, MnS2, SiO2,…. Các nghiên cứu của nhóm đã được xuất bản thành báo trong 2 hội nghị trong nước và quốc tế: Hội nghị quốc tế lần thứ 5 về Vật liệu tiên tiến và công nghệ nano ICAMN 2022 (Hà Nội, tháng 11/2022); Hội nghị Vật lý chất rắn và Khoa học Vật liệu toàn quốc SPMS 2023 (TP. HCM, tháng 11/2023).

Nghe nhóm sinh viên kể về nghiên cứu của mình, người ngoài hẳn sẽ nghĩ: Ôi, thuận lợi quá, làm là có kết quả ngay! Nhưng thực tế lại là bao ngày vò đầu bứt tóc, thức khuya dậy sớm và cả việc làm thế nào cân bằng giữa học tập và NCKH đúng tiến trình mà không bị ngắt quãng. 

Chàng trai Trương Văn Quyền nhớ lại không ít lần làm thí nghiệm chế tạo vật liệu bị lỗi, những ngày “lì lợm” trên lab từ 7h30 sáng đến 18h30, có những hôm 20h30 mới từ phòng đo về. Về nhà vẫn hừng hực khí thế phòng lab, lại lên mạng gọi nhau bàn thảo đến khuya. Ấy thế, sáng hôm sau lên lớp, các chàng trai lại trở thành những “tỉnh táo viên”, tập trung nghe giảng. 

Đặc biệt, sau những giờ nghiên cứu khoa học căng thẳng đòi hỏi sự tập trung cao độ trong việc đo đạc và xử lý mẫu, những bữa cơm trưa trở thành khoảng thời gian quý báu để cả nhóm thư giãn và gắn kết. Khoảng thời gian này không còn sự căng thẳng của những công thức phức tạp hay kết quả thí nghiệm khô khan, thay vào đó là những câu chuyện về cuộc sống, gia đình, là tiếng cười thoải mái khi kể về những câu chuyện vui, những chia sẻ về khó khăn trong cuộc sống thường nhật…, Cứ thế, mọi người trong nhóm dần hiểu nhau hơn, đoàn kết hơn, ăn ý trong nghiên cứu và học tập. 

Từ tháng 3/2023, 3 chàng trai Vật lý kỹ thuật tập trung nghiên cứu về vật liệu FeS và FeS/C ứng dụng cho siêu tụ điện và đạt được một số kết quả nhất định về ứng dụng vật liệu này cho cả pin sạc lại hiệu suất cao và siêu tụ điện. Nhóm tự tin đăng ký tham gia Hội nghị Sinh viên NCKH lần thứ 41, Đại học Bách khoa Hà Nội. 
 

Giảng viên hướng dẫn nhóm là PGS. Bùi Thị Hằng - luôn nhắc nhở: “Phải làm chủ được kết quả của mình”. Khi học trò không tìm được giải pháp, cô Hằng tận tình chỉ dạy, hướng dẫn các sinh viên. Cô còn động viên cả nhóm những lúc thấy nản chí vì “làm mãi không ra”! Trong thời gian nghiên cứu, nhóm cùng cô Hằng cũng tham gia một hội nghị khoa học khác tại TP. Hồ Chí Minh. 

“Trong cuộc đời sinh viên, đây là cơ hội lớn để chúng tôi được tiếp xúc với những người giỏi hơn, môi trường chuyên nghiệp hơn. Đó cũng là những nền tảng tốt để nhóm theo đuổi con đường nghiên cứu sau này. Chúng tôi rất tự hào đạt Giải Poster của Hội nghị. Đó là những kỉ niệm đáng giá nhất với các sinh viên Bách khoa mới đặt chân vào giới NCKH. Chúng tôi rất yêu quý và biết ơn cô Bùi Thị Hằng!” – Đào Thanh Quang bày tỏ. 

List các điều nhận được từ NCKH

Cùng nhau nghiên cứu, cùng nhau vượt khó, chia sẻ cảm xúc vui buồn, tình bạn giữa 3 chàng trai Vật lý ngày càng keo sơn, gắn bó. 

3 chàng trai liệt kê một list các điều nhận được khi tham gia NCKH ở Đại học Bách khoa Hà Nội: Rèn luyện tư duy giải quyết vấn đề một cách độc lập; Cải thiện kỹ năng làm thí nghiệm; Được tiếp xúc với các thiết bị hiện đại, không bỡ ngỡ sau này ra trường làm việc; Học được cách phân tích kết quả nghiên cứu và thành thạo các phần mềm cho phân tích dữ liệu; Học được kỹ năng viết một bài báo khoa học; Có nhiều cơ hội tham gia các hội nghị khoa học trong nước về lĩnh vực liên quan; Mở rộng kết nối với giới nghiên cứu; Được tham gia các buổi seminar của các giáo sư nước ngoài một số trường top đầu châu Á; Có nhiều cơ hội để tìm học bổng du học nước ngoài…

Trong thời gian tới, 3 sinh viên Nguyễn Văn Quân; Trương Văn Quyền, Đào Thanh Quang sẽ khảo sát thêm các tính chất khác của vật liệu, cải thiện những nhược điểm còn tồn tại để ứng dụng cho pin sạc lại và siêu tụ điện, cố gắng tìm ra các giải pháp và phương pháp để ứng dụng được trong thực tế.

Hiện đề tài nghiên cứu của nhóm đã được PGS. Bùi Thị Hằng gửi đơn xin cấp bằng sáng chế.