Máy lọc khí đường phố của học sinh: Vừa chặn bụi mịn, vừa làm biển quảng cáo

Chiếc máy lọc bụi không khí dùng năng lượng mặt trời của học sinh có nguyên lí hoạt động đơn giản với chi phí rẻ nhưng hiệu quả mang lại rất lớn.

Nổi bật trong gian hàng triển lãm của cuộc thi Sáng tạo Thanh thiếu niên, nhi đồng Thừa Thiên Huế năm 2019 là “Thiết bị lọc bụi trong không khí sử dụng năng lượng mặt trời ứng dụng cho các tuyến đường bộ” của em Từ Thái Nguyên (trường THPT Nguyễn Huệ, TP Huế).

Thành quả sau hai tháng ròng rã

Nguyên kỳ vọng, thiết bị sẽ được đặt trên những tuyến đường bộ, vừa lọc khí vừa thay thế các tấm biển hiệu quảng cáo. Qua đó, góp một phần nhỏ để không khí được trong lành hơn.

 Chiếc máy được đặt thử nghiệm ở ngoài đường. (Ảnh: Nhật Tuấn).

Chia sẻ với Tạp chí Khám phá, Nguyên cho hay, hiện nay, có nhiều loại máy lọc khí được chế tạo đa dạng chức năng từ lọc bụi đến lọc 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 Ấn Độ, Trung Quốc và các quốc gia ở Châu Âu. Tuy nhiên, việc chế tạo và ứng dụng máy lọc khí thích hợp cho đường phố ở Việt Nam vẫn chưa được ai quan tâm.

“Em suy nghĩ, 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 ứng dụng vào cuộc sống một cách dễ dàng nhất”, Nguyên chia sẻ.

Tranh thủ những lúc rảnh rỗi, Nguyên mày mò nghiên cứu và cuối cùng cũng tạo ra được thành quả sau hai tháng ròng rã. Theo đó, cậu bạn này đã lên ý tưởng dựa vào phương thức thiết kế của máy lọc khí gia đình để tạo ra máy lọc khí cho đường phố nhưng vẫn đảm bảo giá thành chế tạo và duy trì thấp

Máy lọc khí của Nguyên có 2 động cơ cánh quạt đặt cùng chiều với mục đích một quạt hút, một quạt đẩy không khí nhằm tăng lưu lượng không khí được lọc. Số tấm lọc có thể được linh hoạt thêm bớt cho phù hợp với tình hình thực tế ở 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.

Thiết bị lọc bụi trong không khí sử dụng năng lượng mặt trời. (Ảnh: Nhật Tuấn).

Các tấm lọc được làm sạch liên tục nhờ hệ thống dẫn nước chảy theo chiều thẳng đứng. Máy bơm có nhiệm vụ đưa nước từ khoang nước sạch tưới vào các tấm lọc. 

“Khi có nắng, tấm pin năng lượng mặt trời sẽ cấp điện cho thiết bị hoạt động. Quạt đẩy sẽ đẩy không khí vào thiết bị, quạt hút cũng 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 và qua tấm lọc thứ hai, các hạt bụi có kích thước nhỏ hơn bị giữ lại. Không khí thoát ra ngoài sẽ có ít bụi hơn luồng không khí ban đầu”, Nguyên cho hay.

Không khí sau khi lọc giảm 30% mật độ bụi

Mô hình thiết bị lọc bụi của Nguyên có thể được nâng cấp, thay thế các tấm lọc khí một cách dễ dàng. Nguyên cũng đã tiến hành lắp đặt thiết bị trên một số tuyến đường của thành phố. Việc kiểm nghiệm khả năng lọc bụi được tiến hành bằng cách sử dụng các cảm biến bụi (sensor).

Về cơ bản, máy luôn có hai tấm lọc bụi, một tấm lọc bụi thô cỡ sợi tóc và một tấm lọc bụi PM10. (Ảnh: Nhật Tuấn).

Nguyên cho biết, so với những thiết bị đã có, máy có giá thành rẻ, sử dụng năng lượng mặt trời nên không tốn điện, 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 lắp biển 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. Máy có nguyên lí hoạt động rất đơn giản với chi phí rẻ nhưng hiệu quả mang lại rất lớn. Hiệu quả lọc của nó cũng khiến em bất ngờ. Không khí sau khi lọc giảm 30% mật độ bụi”, Nguyên cho hay.

Máy lọc khí có 2 động cơ cánh quạt đặt cùng chiều với mục đích một quạt hút, một quạt đẩy. (Ảnh: Nhật Tuấn).

Sắp tới, Nguyên sẽ hoàn thiện 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 hôi 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…

Chia sẻ về cậu học trò của mình, thầy Trần Thiện Lân - Giáo viên hướng dẫn cho biết, Nguyên đã chủ động tìm đến giáo viên để xin được tham gia các đề tài nghiên cứu khoa học. Sau khi giáo viên đồng ý tiếp nhận, em đã mạnh dạn trình bày ý tưởng nghiên cứu và đề nghị được sự giúp đỡ.

“Em Nguyên có khả năng rất tốt trong việc sử dụng các kiến thức về kỹ thuật cơ khí và điện tử để áp dụng vào việc chế tạo thiết bị. Em có tố chất để trở thành một kỹ sư cơ - điện tử trong tương lai”, thầy Lân cho biết.

Với thiết bị này, Nguyên 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. (Ảnh: Nhật Tuấn).

Nói về đề tài trên, thầy Lân cho hay, ý tưởng của đề tài 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.

“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 và rất cần sự chung tay hỗ trợ của những chuyên gia trong lĩnh vực cơ - điện tử và môi trường”, thầy Lân nhận xét. 

Thầy Lân cũng kỳ vọng thiết bị có thiết kế nhỏ gọn và có khả năng tự thu gom bụi trên lưới lọc. Ngoài ra, nếu thiết bị có thể xem là một module để dễ dàng lắp ghép lại với nhau để tạo thành thiết bị lớn hơn, khi đó sẽ có hiệu quả thực tế.