Osaka, Nhật Bản – Giữa cái nắng gần 38 độ C tại Triển lãm Thế giới (Expo 2025), những chiếc áo vest không chỉ là trang phục mà còn là thiết bị cung cấp năng lượng cho người mặc. Công nghệ pin mặt trời perovskite siêu mỏng – nhẹ hơn cả một tờ giấy – đang được thử nghiệm như một giải pháp năng lượng di động mang theo người.

Được phát triển bởi công ty Toyoda Gosei thuộc tập đoàn Toyota, phối hợp với startup Enecoat Technologies và nhà sản xuất dệt may Seiren, chiếc áo vest đặc biệt này tích hợp các tấm pin năng lượng mặt trời dẻo, mỗi tấm chỉ nặng chưa đến 4 gram. Thiết bị có thể cấp điện cho quạt đeo cổ, giúp người mặc giải nhiệt trong thời tiết nắng nóng khắc nghiệt.

Khác với pin mặt trời silicon truyền thống vốn chiếm 98% thị phần và yêu cầu diện tích lớn, perovskite – loại tinh thể có cấu trúc đặc biệt – mang lại ưu thế vượt trội: nhẹ, linh hoạt, sản xuất rẻ và có khả năng hấp thụ ánh sáng tốt hơn, kể cả dưới bóng râm hay trong điều kiện mưa, mây mù. Theo ông Shinichiro Fuki, giám đốc nhóm dự án tại Toyoda Gosei, đây là "sáng kiến đầu tiên trên thế giới tích hợp pin perovskite vào thiết bị mặc được."

Tại phòng thí nghiệm, các tấm phim perovskite của Enecoat đạt hiệu suất chuyển đổi năng lượng 21,2%. Trong thực tế, đội ngũ kỹ sư đang thu thập dữ liệu hàng ngày tại Expo để đánh giá khả năng hoạt động trong nhiều điều kiện khí hậu khác nhau, từ bức xạ mặt trời đến độ ẩm và nhiệt độ. Mục tiêu là tối ưu thời gian sạc cho pin di động, hiện ước tính dao động trong khoảng 5–10 giờ.

Ngoài áo vest, vật liệu perovskite cũng xuất hiện tại Expo 2025 dưới nhiều hình thức khác. Công ty Saule Technologies (Ba Lan) ứng dụng pin năng lượng cong trên "cột thông minh", cung cấp điện cho đèn đường, camera an ninh và sạc không dây. Trong khi đó, Sekisui Chemical (Nhật Bản) giới thiệu tấm pin dày chỉ một milimet trên mái nhà chờ xe buýt.

Nhật Bản đang hướng tới mục tiêu đầy tham vọng: sản xuất 20 gigawatt điện mặt trời từ perovskite vào năm 2040 – tương đương công suất của 20 nhà máy điện hạt nhân. Với lợi thế là quốc gia sản xuất i-ốt lớn thứ hai thế giới (thành phần chính của perovskite) và địa hình đồi núi hạn chế việc triển khai trang trại điện mặt trời truyền thống, perovskite đang trở thành giải pháp chiến lược cho tương lai năng lượng bền vững tại xứ sở mặt trời mọc.

Tuy nhiên, không phải không có thách thức. So với silicon, perovskite có tuổi thọ thấp hơn khi tiếp xúc với môi trường ngoài trời. Các nhà nghiên cứu hiện đang nỗ lực cải thiện độ bền của vật liệu bằng cách sử dụng lớp phủ bảo vệ hoặc thêm chất ổn định.

Với tiềm năng ứng dụng rộng rãi – từ thiết bị mặc cá nhân đến hạ tầng đô thị – công nghệ pin perovskite đang mở ra một hướng đi mới cho ngành năng lượng tái tạo, không chỉ ở Nhật Bản mà còn trên toàn cầu.

- Trích: GenK