Nguyễn Duy Tâm (sinh năm 1990, tại Quảng Bình) hiện đang nghiên cứu sau tiến sĩ tại Trường Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu, Đại học Công nghệ Nanyang (NTU), Singapore. Tâm tự nhận mình có nhiều cơ duyên được tham gia vào khá nhiều đề tài nghiên cứu khác nhau nhưng chủ yếu tập trung về vật liệu lưu trữ và chuyển đổi năng lượng, vật liệu xúc tác các phản ứng điện hóa và các vật liệu cấu trúc nano.

Bốn năm trời nghiên cứu kéo dài tuổi thọ pin vanadium

Anh bắt đầu bằng đề tài nghiên cứu về vật liệu xúc tác cho phản ứng tách phân tử nước, phục vụ công nghệ sản xuất khí hydro. Trong lĩnh vực này, xúc tác Iridium và Ruthenium được biết là các vật liệu có hiệu suất cao nhất, nhưng giá thành lại rất đắt. Tiến sĩ trẻ đã tìm ra được phương pháp đơn giản để chế tạo hạt nano cho vật liệu này, giúp tăng hiệu suất và giảm giá thành.

Sau đó, Tâm tiếp tục tham gia thực hiện đề tài về pin oxy-hóa khử vanadium, cũng là đề tài nghiên cứu sinh của anh.

Tiến sĩ Nguyễn Duy Tâm. Ảnh: NVCC

Tâm cho biết: “Một trong những khó khăn lớn nhất hiện nay đối với năng lượng tái tạo là việc kiểm soát và ổn định hóa năng lượng tạo ra. Trong đó, việc lưu trữ theo phương thức điện hóa (chủ yếu là pin) được xem là một trong các phương thức hiệu quả nhất”

Mặc dù pin Lithium – ion phổ biến hiện nay có những ưu điểm vượt trội về hiệu suất và mật độ năng lượng, chúng vẫn có những nhược điểm lớn không tương thích với các hệ thống năng lượng tái tạo: đó là tuổi thọ, khả năng nâng cấp dung lượng, tính an toàn và khả năng tái chế. Trong khi đó, pin oxy – hóa khử vanadium lại đáp ứng hoàn hảo các yêu cầu kể trên, do lưu trữ năng lượng trong chất điện giải (electrolyte), chúng cho phép nâng cấp độc lập dung lượng lưu trữ. Tuổi thọ của pin vanadium lên đến 25 năm, vận hành yên tĩnh và an toàn, không có nguy cơ cháy nổ, thân thiện với môi trường. Đặc biệt, khả năng tái sử dụng các thành phần chính của pin gần như là hoàn toàn với chi phí thấp.

Sau 4 năm nghiên cứu ròng rã với nhiều lần thất bại, Tâm đã tìm được phương thức tối ưu hóa vật liệu điện giải nhằm tăng tuổi thọ, giảm giá thành của hệ thống pin vanadium.

Nguyên lý hoạt động của pin oxy – hóa khử vanadium được một số nhà khoa học của NASA đề xuất trong bối cảnh cuộc khủng hoảng năng lượng toàn cầu vào những năm 1970. Sau đó, vào cuối những năm 1980, hệ thống pin vanadium đầu tiên được phát minh và vận hành bởi nhóm nghiên cứu của giáo sư Maria Skyllas-Kazacos tại ĐH New South Wales, Úc. Kể từ đó, số lượng các nghiên cứu về pin vanadium bắt đầu tăng, cùng với sự ra đời của các sản phẩm pin vanadium thương mại. Nếu coi năng lượng tái tạo là nguồn năng lượng của tương lai, thì pin vanadium và các công nghệ lưu trữ, chuyển đổi khác được xem là chìa khóa để sử dụng hiệu quả nguồn năng lượng đó.

Những ứng dụng tiềm năng của pin vanadium có thể kể đến là việc ổn định hóa năng lượng tái tạo và điều hòa lưới điện, phục vụ đảm bảo an ninh năng lượng; các hệ thống cung cấp năng lượng độc lập dành cho các khu vực biên giới, hải đảo; các hệ thống cung cấp điện dự phòng cho sân bay, cơ sở dữ liệu; nguồn năng lượng cho các tòa nhà thông minh; các các trạm sạc linh động dành cho xe điện…

Tuy nhiên, do giá thành sản xuất và vận hành của hệ thống pin này còn quá cao khiến pin vanadium chưa thể được sử dụng rộng rãi. Sau 4 năm nghiên cứu ròng rã và nhiều lần tưởng như phải bỏ cuộc, Tâm đã tìm được phương thức tối ưu hóa vật liệu điện giải nhằm tăng tuổi thọ, giảm giá thành của hệ thống pin vanadium. Các kết quả này đã được cấp chứng nhận bản quyền phát minh và hiện đang được đăng ký chuyển giao cho VFlowTech – một công ty start-up về pin vanadium.

Hiện tại, Duy Tâm không còn tập trung nhiều thời gian nghiên cứu vào đề tài này nhưng anh đang hỗ trợ chuyển giao công nghệ này về Việt Nam.

“Do có tính chất đặc thù, các dự án về pin vanadium còn khá kén các nhà khoa học vì chi phí đầu tư nghiên cứu rất cao. Bản thân mình cũng nhờ được tài trợ từ hai công ty hàng đầu về lĩnh vực này từ Áo và Đức thì mới có thể hoàn thành tốt được dự án”, Duy Tâm cho biết.

“Những thứ mình học được quả thực còn rất nhỏ bé”

Sinh ra và lớn lên ở xã Thanh Trạch, huyện Bố Trạch, mảnh đất phía nam sông Gianh của tỉnh Quảng Bình, cha của Tâm vốn là một ngư dân, còn mẹ anh chủ yếu nội trợ và làm thêm nhiều công việc nhỏ nhặt khác. “Hồi bé gia đình mình rất khó khăn vì nghề biển vốn rất bấp bênh, mà mảnh đất miền Trung lại là nơi gánh chịu nhiều bão gió. Cha mẹ mình đã rất cố gắng để cho cả 3 anh em cùng được ăn học đầy đủ. Từ năm lớp 3, mình cũng tận dụng hầu hết các thời gian không lên lớp để làm việc phụ cha mẹ. Mình đã theo cha trong những chuyến đi biển, theo mẹ vào rừng đốn củi, hay lái đò ở bến sông Gianh… Cuộc sống khó khăn giúp mình luôn phấn đấu và quyết tâm trong học tập để vươn lên”, Duy Tâm chia sẻ.

Những năm học đại học, ngoài giờ lên lớp, chàng trai sinh năm 1990 luôn cố gắng sắp xếp thời gian đi gia sư để có thêm tiền trang trải cuộc sống. Mọi thứ trở nên nhẹ nhàng hơn khi Duy Tâm nhận được học bổng nghiên cứu sinh của NTU. Tuy nhiên, đó là thời điểm anh gặp biến cố lớn nhất trong cuộc đời khi cha anh mất trong một tai nạn trên biển.

“Lúc đó, mình chưa báo đáp được gì công ơn nuôi dưỡng của cha. Mình chỉ tự hứa với lòng mình sẽ thay cha làm trụ cột gia đình và phấn đấu để hoàn thành tâm nguyện của ông, là được thấy mình ăn học thành tài. Động lực đó cùng với sự sẻ chia của bà xã, cuộc sống của mình hiện nay đã tốt hơn, lo được cho mẹ bắt đầu đến tuổi già và em trai học đại học”, Duy Tâm xúc động nói.

Ngay từ nhỏ, Duy Tâm đã có ước mơ trở thành một nhà khoa học. Năm 2008, sau khi thi đỗ vào ĐHQG Hà Nội, với sự giúp đỡ của GS Nguyễn Hữu Đức, Phó giám đốc ĐHQG Hà Nội, Duy Tâm bắt đầu làm quen với các kiến thức về kỹ thuật, công nghệ. Đến năm thứ 3 đại học, anh bắt đầu tập tành làm nghiên cứu với các anh chị ở phòng thí nghiệm công nghệ micro-nano.

Sau khi nhận được học bổng nghiên cứu sinh tại NTU tháng 7 năm 2013, Duy Tâm mới thực sự dấn thân vào con đường nghiên cứu khoa học. Từ tháng 9 năm 2017, sau khi hoàn thành chương trình nghiên cứu sinh, anh bắt đầu thực hiện các nghiên cứu một cách độc lập hơn.

​

Tâm chia sẻ, anh nhận được sự đồng cảm, đồng hành của vợ trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu.

“Mình luôn cảm thấy may mắn khi nhận được rất nhiều sự giúp đỡ, hướng dẫn trong quá trình theo đuổi khoa học. Từ các thầy cô giáo đã dạy dỗ mình hồi bé, đến các giáo sư, các giảng viên ở các bậc học cao hơn, tất cả đều tận tình chỉ bảo, giúp đỡ mình. Ngoài ra, mình còn có sự động viên lớn lao từ gia đình và sự đồng cảm của bà xã, cũng đang là nghiên cứu sinh và hiểu rõ được công việc mình làm”, Tâm bộc bạch.

Hiện tại, chàng tiến sĩ trẻ đang thực hiện đề tài nghiên cứu về công nghệ cửa sổ thông minh. Đây là một công nghệ giúp điều khiển lượng bức xạ nhiệt truyền qua các cửa sổ kính ở các cao ốc, văn phòng hiện đại nhằm giảm thiểu năng lượng cần để điều hòa nhiệt độ cũng như chiếu sáng trong phòng. Ngoài ra, anh cũng tham gia hỗ trợ các nghiên cứu khác về vật liệu bán dẫn cấu trúc nano, quang xúc tác…

Trong thời gian tới, Duy Tâm sẽ tiếp tục hoàn tất dự án nghiên cứu hiện tại Đại học Công nghệ Nanyang. Sau đó, anh dự định tìm kiếm một môi trường nghiên cứu mới, đặc biệt anh mong muốn được tham gia thêm vào nhiều đề tài nghiên cứu khác để tích lũy thêm được nhiều kinh nghiệm, kiến thức.

“Những thứ mình đã học được quả thực còn rất nhỏ bé so với thế giới rộng lớn ngoài kia”, Duy Tâm chia sẻ, “Mình sẽ vẫn tiếp tục hỗ trợ các dự án chuyển giao công nghệ ở Việt Nam với hi vọng góp một phần công sức nhỏ bé để phát triển khoa học, công nghệ ở trong nước”.

Theo Khampha.vn