Khoa học ghi nhận gần 250 loài cá tại Nam Mỹ có khả năng tạo ra dòng điện, trong đó có cá chình điện hay còn gọi là lươn điện, vì hình dáng giống loài lươn bình thường.
Mới đây, ngày 10/9, nghiên cứu trên tạp chí Nature Communications gây chú ý khi cho biết một loài lươn điện (Electrophorus voltai) có thể phóng điện lên tới 860 volt, thay vì kỷ lục 650 volt trước đây.
Với điện áp mạnh như vậy, sẽ thật tuyệt nếu dòng điện do lươn phóng ra có thể giúp bạn sạc điện thoại hay chạy điều hòa trong những ngày hè oi bức. Đó dường như sẽ là nguồn năng lượng sạch tuyệt đối, không phải đốt thứ nhiên liệu gì, và cũng hoàn tái tạo, vì lươn sẽ tự sinh sản.
Như một độc giả Zing.vn bình luận, “chúng ta có thể dùng loài lươn điện này để phát triển điện một cách không gây tổn hại môi trường như với thủy điện”.
Liệu có thể biến ý tưởng đó thành hiện thực? Trước khi bạn dọn dẹp nhà mình để dành chỗ cho một bể chứa lươn kiêm máy phát điện, có một số điểm bất lợi khiến ý tưởng dùng điện từ lươn trong cuộc sống thường ngày trở nên xa vời.
 |
| Chúng ta có nên chuẩn bị chỗ trong nhà cho một bể chứa lươn kiêm máy phát điện? Ảnh: Connect Savannah. |
Xung điện không ổn định
Trước hết, điện từ lươn không liên tục, mà chỉ được phóng ra khi nào chúng thấy cần thiết. Xung điện của lươn được ước tính chỉ kéo dài 2/1.000 giây, theo New York Times.
Một khu trưng bày các loài cá ở Nhật Bản từng tận dụng đặc trưng của lươn điện để thắp sáng cây thông Giáng sinh, bằng cách nối cây thông với một bể chứa lươn điện. Lươn điện vốn “cảm nhận” xung quanh bằng cách tạo ra điện trường. Khi lươn di chuyển trong bể, điện trường cũng di chuyển và tạo ra dòng điện khiến bóng đèn mắc trên cây lóe sáng.
Dễ thấy, ví dụ trên chỉ tận dụng điện trường của lươn điện, chứ chưa chế ngự được dòng điện mà chúng phóng ra. Nhưng giả sử rằng chúng ta có cách để thu dòng điện, đây cũng khó trở thành nguồn điện hiệu quả, tiết kiệm.
 |
| Một khu trưng bày các loài cá ở Nhật Bản từng thắp sáng cây thông Giáng sinh bằng cách nối với một bể chứa lươn điện. Ảnh: Khu cá cảnh Enoshima/Facebook. |
Hiệu suất thấp
Lươn điện phát điện được là nhờ năng lượng từ thức ăn. Điện của chúng không phải miễn phí, tự nhiên mà có. Vì vậy tổng chi phí đầu vào để có được điện năng phải bao gồm các quy trình nông nghiệp, công nghiệp cần thiết để tạo ra thức ăn cho chúng.
Và chúng cũng không thật sự đạt hiệu suất cao trong việc phát điện, theo tiến sĩ David LaVan từ Viện Tiêu chuẩn và Kỹ thuật Quốc gia Mỹ (NIST), trên chương trình hỏi đáp khoa học The Naked Scientists được phát trên đài BBC (Anh) và ABC (Australia).
 |
| Lươn điện, hay cá chình điện, là loài cá duy nhất dùng khả năng phóng ra dòng điện sinh học để tự vệ và săn mồi. Ảnh: Kenneth Catania. |
“Chúng chỉ chuyển được khoảng 15% năng lượng từ thức ăn thành điện trong điều kiện tự nhiên lý tưởng nhất”, tiến sĩ LaVan cho biết.
Hiệu suất đó sẽ giảm đi nếu bạn nuôi chúng trong bể tại gia, vì việc nuôi chúng ngoài môi trường tự nhiên sẽ tốn thêm năng lượng. Đó là năng lượng, chi phí để giữ ấm, làm sạch bể nước, cũng như mang thức ăn đến để nuôi chúng.
“Các tấm pin mặt trời thương mại mà bạn thấy trên mái nhà có hiệu suất chuyển hóa ánh sáng mặt trời thành điện năng đạt 15%. Những vật liệu điện mặt trời mới có thể có hiệu suất gấp đôi”, ông LaVan nói.
Như vậy, dù lươn điện hoàn toàn là nguồn năng lượng tái tạo vì chúng luôn có thể sinh sản, chúng sẽ không tiết kiệm so với dạng năng lượng tái tạo khác như điện mặt trời. Vì vậy, nếu muốn chuyển sang năng lượng tái tạo, tốt hơn hết, bạn chớ nên đầu tư vào bể chứa lươn cũng như các loại thức ăn cho chúng, mà vẫn nên giữ nguyên giải pháp dùng pin mặt trời.
 |
| Loài lươn điện mới có tên Electrophorus voltai có thể phát ra luồng điện lên tới 860 volt. Ảnh: AFP. |
Tất nhiên, các tế bào và cơ chế phát điện trong lươn điện vẫn là hình mẫu kỳ diệu mà mẹ thiên nhiên ban tặng, để con người tìm tòi, học hỏi.
Trên thực tế, điện do chúng phóng ra có sự tương đồng với vô số dòng điện nhỏ mà não của bạn tạo ra. Chẳng hạn, khi bạn nhấn vào bài viết này, một luồng điện rất yếu đã phát ra ở đâu đó trong não của bạn, đi theo các neuron ra lệnh cho cơ tay của bạn cử động. Hiện tượng đó được gọi là action potential (tạm dịch: điện thế tác động).
Tương tự, các tế bào của lươn điện cũng tạo được “action potential”, trở thành các “cục pin” với điện áp rất yếu. Nhưng ở lươn điện, các tế bào có thể nhận lệnh phát điện đồng thời, biến con lươn thành vô số nhiều cục pin yếu nhưng xếp cạnh nhau, nhờ vậy tạo ra điện áp lớn lên tới 600-800 volt như đề cập ở trên.
Lươn điện “cảm nhận” sự xuất hiện của các con cá nhỏ quanh mình nhờ điện trường của những con cá đó (mọi sinh vật sống đều tạo ra điện trường nhỏ). Một khi lươn điện phát hiện món ăn “hợp khẩu vị”, nó sẽ phóng điện, làm tê liệt, thậm chí giết chết và biến con mồi thành bữa ăn.
Tuy khó tận dụng được lươn điện, chúng ta vẫn có thể hy vọng sẽ có nhiều “tia sáng” lóe lên trong các phòng lab, tìm ra những thiết kế mới lấy cảm hứng từ loài vật kỳ thú này.
 |
| Các nhà khoa học tìm kiếm 107 mẫu vật lươn điện trong 6 năm tại Amazon để phân tích sự đa dạng của loài. Ảnh: Smithsonian. |
