Khoáng vật này là một loại của cấu trúc Perovskite (tên gọi chung của các vật liệu có cấu trúc tinh thể đặc biệt, khoáng chất perovskite được biết đến nhiều nhất là canxi titanat có công thức hóa học CaTiO3). Đây là lần đầu tiên các nhà nghiên cứu xác định được một loại khoáng chất perovskite có thể chuyển đổi năng lượng từ ba nguồn khác nhau trong nhiệt độ phòng.

Từ khi loại pin mặt trời perovskite lần đầu tiên được phát minh vào năm 2009, loại khoáng vật này đã trở thành một nguyên liệu quan trọng trong công nghệ sản xuất năng lượng tái tạo.

Pin mặt trời perovskite đã được chứng minh là rẻ hơn và hiệu quả hơn loại pin silicon truyền thống, và hiệu suất của chúng đã tăng từ mức 3,8% vào năm 2009 lên 22,1% vào năm 2016, biến chúng trở thành công nghệ năng lượng mặt trời tiên tiến nhất cho đến nay.

Nhưng năng lượng mặt trời có một vấn đề lớn: đó là điều gì sẽ xảy ra khi trời có ít ánh nắng hoặc không có, hay trong trường hợp các thiết bị phần lớn được sử dụng ở trong nhà?

Một nhóm từ Đại học Oulu ở Phần Lan đã nghiên cứu rất nhiều loại khoáng vật Perovskite khác nhau để tìm hiểu xem loại nào có thể khai thác năng lượng từ nhiều nguồn khác nhau, và họ đã phát hiện một ứng viên hoàn hảo - KBNNO (hoặc tinh thể nano Ba, Ni cùng biến đổi KNbO3).

Khoáng vật này sẽ không đủ hiệu suất để cung cấp năng lượng cho cả ngôi nhà của bạn giống như pin mặt trời perovskite, nhưng các nhà khoa học nói rằng nó có thể được sử dụng trong các thiết bị điện tử như điện thoại và laptop, cũng như rất nhiều các tiện ích thông minh khác sẽ sớm được lấp đầy trong ngôi nhà của bạn và trên đường phố.

“Điều này sẽ giúp thúc đẩy khả năng Vạn vật Kết nối và thành phố thông minh, nơi mà các cảm biến và thiết bị tiêu thụ điện có thể sử dụng nguồn năng lượng bền vững,” Yang Bai, một trong những nhà nghiên cứu của nhóm.

Giống như những loại Perovskite khác, KBNNO là một vật liệu sắt điện, có nghĩa là nó được lập đầy bởi các lưỡng cực điện hoạt động giống như những chiếc kim la bàn nhỏ xíu.

Khi la bàn được tiếp xúc với một nam châm, kim của nó sẽ di chuyển theo một hướng nhất định. Tương tự vậy, khi vật liệu sắt điện bị tác động bởi nhiệt độ, lưỡng cực của chúng bị lệch đi, và điều này giúp tạo ra một dòng điện. Tính chất này được biết đến với tên gọi hiện tượng hỏa điện.

KBNNO cũng có tính chất quang điện, nghĩa là nó có thể tạo ra một dòng điện khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời. Thêm nữa, nó còn có cả tính chất áp điện, tức là có thể chuyển hóa áp lực tạo ra bởi chuyển động thành dòng điện.

Các nhà nghiên cứu trong quá khứ đã tìm ra được tính chất quang điện của KBNNO, và thậm chí còn tìm ra được tiềm năng của các tính chất khác. Nhưng họ chỉ tìm ra các tính chất này ở nhiệt độ rất thấp (khoảng vài trăm độ C dưới mức đóng băng) và điều này không khả khi trong thực tế.

Khi được thử nghiệm các tính chất tại nhiệt độ phòng, các nhà nghiên cứu tìm ra rằng, không chỉ hơn hẳn các loại khoáng vật perovskite khác khi tạo ra được dòng điện từ một nguồn năng lượng, thực tế KBNNO có thể tạo ra dòng điện từ ba nguồn khác nhau trong cùng một thời điểm. Điều này đã làm cho nó càng có giá trị hơn.