Điện từ nước – phát minh độc đáo của một nhà khoa học Việt Nam

Ngoài ra ông còn có trên 40 công trình nghiên cứu, phát minh sáng chế đã đăng ký sở hữu trí tuệ tại các quốc gia có nền khoa học công nghệ tiên tiến nhất thế giới như Mỹ, Nhật, trong đó nhiều phát minh của ông đã được ứng dụng rộng rãi.

Nước thải, nước cống, nước biển… đều phát được điện!

Tại phòng thí nghiệm của Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Khu Công nghệ cao, tiến sĩ Nguyễn Chánh Khê cùng 7 đồng sự - thực ra là những nhân viên và cộng tác viên của ông - đang mày mò bên mấy chiếc máy nhìn bề ngoài có vẻ thô sơ. Trước khi "biểu diễn" ông cho tắt tất cả cầu dao, công tắc điện trong phòng. Căn phòng đang tối mò mò bỗng bật sáng lóa mắt bởi chiếc bóng đèn chữ U công suất 50W. Hoàn toàn không có một tiếng động cơ nào dù là nhỏ nhất. Chiếc bóng đèn sáng được từ việc nối với mấy chiếc máy móc thô sơ đặt trên bàn.

Hiện nay trong thí nghiệm, Tiến sĩ Khê đã phát được nguồn điện công suất 50W. Theo dự kiến đến cuối năm nay sẽ phát công suất 2.000W và công suất sẽ còn đạt đến 600KW. Tiến sĩ Khê cho biết, với công trình nghiên cứu này, ông sẽ kêu gọi nhà đầu tư thành lập công ty sản xuất các loại máy phát điện. Đây là cơ hội để người Việt Nam và sau này là thế giới được dùng điện giá rẻ.

Trước mắt, thiết thực nhất là sẽ sản xuất những máy phát điện thông thường, các bộ phận gắn vào ôtô, xe máy và các máy móc sử dụng điện. Về lâu về dài sẽ có những máy  phát điện bằng nước dùng trong công nghiệp. Như vậy, nếu thành công, dự án này sẽ giải quyết được bài toán năng lượng trong tương lai, bởi nước là nguồn tài nguyên vô tận, giá cực rẻ

Nguyên tắc phát điện mà tiến sĩ Khê phát minh là dùng công nghệ nano - mà cụ thể hơn là vật liệu nano có chức năng xúc tác - để chế tạo khí hydro (H2) trong nước ra, sau đó lại tiếp tục dùng công nghệ nano và xúc tác để "đốt" khí này tạo dòng điện. Thực sự không có phản ứng đốt cháy nào xảy ra ở đây, mà là do việc chế tạo thành công xúc tác biến khí hydro H2 thành proton H+ và điện tử, cho ra một công suất điện khoảng 0,13 watts/cm ².

Để chế tạo máy phát 2.000W, cần chế tạo 200 đơn vị như trên thành 10 pin kép, và tích điện vào tụ điện cho đến khi đạt được công suất mong muốn. Đây không phải công  nghệ điện phân do đó không dùng năng lượng từ bên ngoài vào. Công nghệ này cũng không phải là công nghệ bình ắcquy sử dụng những chất độc như chì hay sulfuric acid đậm đặc, và cũng khác với pin năng lượng ở nhiều quốc gia là sử dụng nhiệt năng từ 800oC - 1.000oC để hoạt động trong xe ôtô điện.  Phát minh của tiến sĩ Khê cần nguyên liệu chính để pin hoạt động lại là nước. Pin không cần phải sạc, không thay, khi phát điện tuyệt đối không có một tiếng động nhỏ, không gây ô nhiễm, và do đó cũng không gây cháy nổ.

Điện năng được tạo thành hoàn toàn từ xúc tác và những vật liệu không độc hại, được xem là một công nghệ năng lượng sạch thật sự vì đầu vào là nước và đầu ra vẫn là nước. Công nghệ pin nhiên liệu đã được biết trên thế giới nhưng lần đầu tiên được chế tạo thành công tại Việt Nam với công suất lớn. Tiến sĩ Nguyễn Chánh Khê cũng đã có những đột phá mới làm giảm giá thành tới cả trăm lần và những thành quả này sẽ được thể hiện trong máy phát đời thứ  hai dự tính ra đời năm 2012.  Người sử dụng điện từ công nghệ này gần như được miễn phí chỉ sau lần đầu mua thiết bị.

Phòng làm việc của tiến sĩ Khê ngổn ngang chai lọ.

Điểm độc đáo của thiết bị là cùng một lúc vừa cung cấp điện, vừa cung cấp nước sạch. Khí hydro được "đốt" cháy, hóa hợp với oxy (O2) và lần nữa lại biến thành nước. Nước này cực kỳ tinh khiết, uống và sử dụng được trong sinh hoạt, đời sống, cây trồng. Theo tiến sĩ Khê, dù nước có dơ bẩn đến bao nhiêu, khi đưa vào trong thiết bị này, khí hydro sẽ được tách riêng ra để được đốt cháy phát thành điện và tạo thành nước sạch. Phát minh này sẽ rất hữu ích cho những vùng thiếu nước ngọt như biển đảo, chỉ cần múc nước biển đổ vào là vừa có điện vừa có nước để sử dụng. "Tôi hy vọng công trình này sẽ mang lại nguồn sáng điện và nguồn nước sinh hoạt không bao giờ cạn cho các chiến sĩ ta ở đảo Trường Sa và các hải  đảo khác", đôi mắt vị tiến sĩ sáng lên khi nói về điều này.

Nhà khoa học với 40 công trình phát minh sáng chế

Đặt chân lên đất Mỹ năm 1985, chỉ sau một thời gian ngắn, Nguyễn Chánh Khê đã làm giới đồng nghiệp trong Hãng Kodak ngạc nhiên khi ông đưa giải pháp của mình ứng dụng vào việc nâng tỉ lệ thành công từ 5% lên 95% trong việc chế tạo ra vật liệu cảm quang hữu cơ sử dụng trong máy in laser màu. Trước đó, các nhà khoa học của Hãng Kodak sản xuất vật liệu cảm quang này chỉ đạt được tỷ lệ thành công 5% (100m vật liệu chỉ dùng được 5m).

Tiến sĩ Nguyễn Chánh Khê đã lấy muối nghiền tạo hạt nano có sức chuyển hóa quang điện cực cao rồi tráng lên lớp nilon. Giải pháp công nghệ của ông đã tăng tốc độ in bốn màu lên đến 23 trang/phút. Trong khi các kỹ sư người Mỹ sử dụng chiếc máy mạ chân không tốn khoảng 1 triệu USD thì chiếc máy nghiền muối tạo hạt nano của ông chỉ có giá 35.000USD. Phát minh này có ý nghĩa vô cùng quan trọng, giúp Kodak chiếm lĩnh thị trường với việc chế tạo ra máy in màu laser nhanh nhất thế giới.

Tiếp đến, ông lại giúp Hãng Kodak chế tạo ra máy photocopy cảm quang dương tính tức dùng điện cộng thay cho điện trừ. Điện cộng không thải ra khí thải ôzôn. Khái niệm "môi trường xanh" cũng ra đời từ đó. Trước đó, ông đã chế tạo ra thiết bị này khi còn đang học tập và làm việc tại Nhật. Năm 19 tuổi, Nguyễn Chánh Khê sang Nhật học ngành vật lý bán dẫn. Luận án thạc sĩ và cũng là phát minh đầu tiên của ông là "Vật liệu cảm quang" dùng trong máy photocoppy. Ông đã ứng dụng công nghệ vật liệu nano để chế tạo một vật liệu cảm quang dương tính (tức điện cộng) cho chiếc máy photocopy nhỏ bằng chiếc máy tính xách tay, không thải ra ôzôn độc hại.

Khi về làm với công ty Dai Nippon Ink, công ty lớn nhất ngành in của Nhật Bản, ông tiếp tục phát minh chất quang dẫn hữu cơ cực tính dùng để sản xuất máy photocoppy xách tay mà lúc bấy giờ thế giới chưa có. Đây là loại máy photocopy không dây, không gây ô nhiễm môi trường. Chính nhờ những phát minh này mà ông được Hãng Kodak của Mỹ mời sang làm việc và trả mức lương cao gấp 3 lần. Mối quan tâm của Nguyễn Chánh Khê không phải là lương, mà là từ rất lâu, ông đã ngưỡng mộ hãng này bởi nơi đây tập trung những nhà khoa học giỏi nhất nhì của nước Mỹ. Chỉ sau một thời gian ngắn sang làm việc với Kodak, ông đã thực sự làm "đảo lộn" nền công nghệ của hãng này với những phát minh mới của mình, đưa Hãng Kodak lên hàng đầu trong thị trường phim ảnh điện tử.

Sau thành công ở Kodak, Hãng Hewlett Packard (thương hiệu HP) đã mời Nguyễn Chánh Khê về giữ cương vị khoa học gia chủ nhiệm, chức vụ cao nhất của bộ phận nghiên cứu của hãng thuộc Trung tâm Nghiên cứu tổng hợp tại Thung lũng Silicon (California - Mỹ). Tại đây ông đã nghiên cứu và làm ra hạt nước toner ướt dùng để làm ảnh rất mịn và cùng Hãng HP áp dụng những kiến thức cơ bản về vật liệu để đưa ra các phát minh mới về in phun. Hàng loạt phát minh trong lĩnh vực vật liệu cũng như thông tin đã ra đời. Gần như năm nào ông cũng có phát minh mới. Đến nay ông đã có 40 phát minh đăng ký sở hữu trí tuệ đa số ở Mỹ và một số nước trên thế giới, nhiều phát minh đã được ứng dụng đưa vào sản xuất, làm ra sản phẩm. Vào tháng 3/2012 tới đây, ông sẽ có cuộc triển lãm tại Nhật với 3 sản phẩm than nano, đó là than ống, than lỏng, than phẳng.

Phát minh mà ông tâm đắc nhất là pin nhiên liệu tức dùng nước phát điện. Sau khi về nước, ông đã nghiên cứu thành công than nano "lỏng",  sản phẩm được ứng dụng vào việc sản xuất mực in phun, đen và mực màu "made in Vietnam" cho máy in phun với giá thành rẻ hơn rất nhiều so với mực in nhập ngoại. Đây là phát minh có tiếng vang lớn, được cộng đồng khoa học công nghệ trong nước đánh giá rất cao. Than ống đã có hợp đồng làm lốp xe hơi. Loại vật liệu này cho vào lốp xe sẽ đạt được siêu nhẹ, siêu bền, không mòn, không hỏng, đinh đâm không thủng. Tuy nhiên than phẳng mới là phát minh độc đáo của ông.

Năm 2010 giải Nobel vật lý đã thuộc về hai nhà khoa học người Nga với phát minh ra than phẳng. Đây là chất dẫn điện tốt nhất, gần như siêu dẫn tức điện trở gần như bằng 0. Ông cũng phát minh ra loại than này từ năm 2008-2009 nhưng với điều kiện ở Việt Nam không có thiết bị đo điện trở nên ông không phát hiện được tính năng dẫn điện cực tốt của loại than này. Điểm khác nhất là hai nhà khoa học người Nga tuy tìm ra than phẳng nhưng một lần lấy chỉ được 1 microgram, trong khi đó tiến sĩ Nguyễn Chánh Khê lấy được 100gr, tức gấp 100.000 lần.

Tấm lòng tha thiết với quê hương

Tiến sĩ Nguyễn Chánh Khê sinh năm 1952 tại Đà Nẵng nhưng từ thuở bé đã sống tại đường làng 21 thuộc Bình Hòa xã, tỉnh Gia Định (nay là đường Hoàng Hoa Thám quận Bình Thạnh, TP HCM). Bốn mươi năm sống ở nước ngoài, tấm lòng ông vẫn tha thiết hướng về quê hương. Chính vì vậy, khi nhận được lời mời của đất nước, ông đã ngay lập tức mang tất cả những ý tưởng, những công trình nghiên cứu trở về Việt Nam, bỏ lại sau lưng những lời mời mọc, những cơ hội lớn về điều kiện sống và làm việc, về thu nhập ở một quốc gia giàu có nhất thế giới. Ngay khi mới về nước vào năm 2002, chỉ vài năm sau đó ông đã đưa ứng dụng công nghệ để sản xuất mực và giấy in từ than nano lỏng.

Mới đây nhất, Việt Nam đầu tiên ứng dụng nano vào chế biến thực phẩm khi đưa hạt carbonat canxi nano làm phương tiện vận chuyển, nhờ kích thước phân tử nhỏ để đưa những chất có lợi nhất của thực phẩm vào cơ thể. Hiện tại Công ty NK Nutrition dùng công nghệ này của Trung tâm Nghiên cứu và Triển khai thuộc Khu Công nghệ cao TP HCM, với nguyên liệu như các loại đậu, sữa, nho, dâu, sắn dây, khổ qua, một số loại thảo dược… đã sản xuất ra sản phẩm thực phẩm có các chức năng giúp hạ cholesteron, giải độc cho cơ thể.

Chỉ 4 năm kể từ khi Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển hoạt động, tiến sĩ Nguyễn Chánh Khê đã mang về cho đất nước gần 200.000 USD. Ông nói, con số không có ý nghĩa là lớn hay nhỏ, mà là nói lên một giá trị khác, lớn hơn, đó là ông kỳ vọng mở ra một nền công nghệ cao cho đất nước, không thua kém bất cứ quốc gia nào trên thế giới. Ông kỳ vọng trong tương lai sẽ có một Việt Nam xuất khẩu công nghệ cao, mang về hàng tỉ USD. Lúc nào cũng nghĩ đến việc làm thế nào để sản phẩm công nghệ cao của mình người dân nghèo cũng sử dụng được, chính vì vậy gần như tất cả các công trình nghiên cứu của ông đều hướng về lấy vật liệu từ trong nước. Các sản phẩm và phế thải trong nông nghiệp là nguồn nguyên liệu bất tận cho các sản phẩm công nghệ cao của ông.

 Quê hương, đất nước, con người cũng là nguồn cảm hứng, là nguồn ý tưởng sáng tạo không bao giờ cạn. Cứ những ngày thứ Bảy, Chủ nhật ông lại đánh xe về miền Tây. Khung cảnh tươi đẹp, không gian khoáng đạt, con người hiền hòa và sông nước mênh mông đã cho ông cảm giác khoan khoái, và những ý tưởng xuất thần cũng nảy sinh từ đây. Ông nói rằng, tất cả những điều đó, tất cả những thành công này là của đất nước cho ông, nên ông phải liên tục làm việc, liên tục sáng tạo để cống hiến, để trả cho dân tộc, cho đất nước