Từ những bã cà phê tưởng chừng chỉ có thể bỏ đi, một nhóm sinh viên của Trường Quốc tế - Đại học Quốc gia Hà Nội đã biến chúng thành nguồn năng lượng sạch đầy triển vọng. Với mục tiêu mang đến giải pháp xanh, bền vững cho cộng đồng, dự án "Coffeenergy: Tái tạo năng lượng sạch từ bã cà phê" không chỉ chinh phục ban giám khảo, giành giải Nhất tại cuộc thi “Ý tưởng sáng tạo – khởi nghiệp Istartup 2025” mà còn mở ra hành trình mới cho trí tuệ trẻ Việt Nam trên con đường nghiên cứu và đổi mới sáng tạo.
Dự án được thực hiện bởi 5 sinh viên: Nguyễn Thị Như Quỳnh, Nhữ Vũ Duy (ngành Kinh doanh quốc tế); Nguyễn Anh Khoa, Nguyễn Trịnh Minh Trang (ngành Kế toán – Tài chính) và Đoàn Anh Bình (ngành Quản lý).
Giải pháp pin hữu cơ vì một tương lai xanh bền vững
Chia sẻ với phóng viên Tạp chí điện tử Giáo dục Việt Nam về ý tưởng thực hiện dự án, Nguyễn Anh Khoa - Trưởng nhóm dự án Coffeenergy cho biết: "Xuất phát từ thực trạng môi trường đang chịu sức ép lớn bởi rác thải, đặc biệt là hàng trăm nghìn tấn bã cà phê thải ra mỗi năm ở Việt Nam, cả nhóm bắt đầu suy nghĩ và hình thành những ý tưởng ban đầu cho Coffeenergy.
Chúng em đặt câu hỏi: tại sao một nguồn phế thải khổng lồ và quen thuộc trong đời sống lại không thể trở thành tài nguyên để tạo ra năng lượng sạch phục vụ xã hội? Chính những trăn trở đó đã thôi thúc chúng em bắt tay vào việc từng bước đưa Coffeenergy từ ý tưởng thành hành động cụ thể, biến bã cà phê thành pin hữu cơ sinh học nhằm góp phần giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường và mở ra một giá trị mới cho nền kinh tế tuần hoàn.
Khi thực hiện dự án này, chúng em mang trong mình một khát vọng lớn hơn là không chỉ dừng lại ở việc tạo ra một sản phẩm hữu ích, mà còn khẳng định tầm nhìn phát triển năng lượng xanh gắn liền với công nghệ tiên tiến.
Nhóm mong muốn dự án Coffeenergy sẽ trở thành bước khởi đầu của một thế hệ trẻ dám nghĩ, dám làm, đưa trí tuệ Việt Nam chinh phục những vấn đề toàn cầu. Xa hơn nữa, chúng em kỳ vọng dự án sẽ lan tỏa tinh thần sống xanh, góp phần xây dựng một đất nước bền vững, nơi Việt Nam không chỉ đi cùng mà còn vươn lên dẫn đầu trong kỷ nguyên công nghệ xanh".
Anh Khoa chia sẻ thêm, tên dự án Coffeenergy là sự kết hợp giữa Coffee và Energy. Trong đó, coffee đại diện cho bã cà phê, một loại phụ phẩm nông nghiệp phổ biến nhưng thường bị lãng phí. Nhóm lựa chọn bã cà phê làm nguồn nguyên liệu sinh học lẫn vật liệu tạo điện cực carbon. Energy đại diện cho mục tiêu cốt lõi là tạo ra nguồn năng lượng sạch, an toàn và thân thiện với môi trường, thông qua công nghệ pin vi sinh MFC (Microbial Fuel Cell).
"Sản phẩm pin Coffeenergy không chỉ là giải pháp năng lượng thay thế các loại pin hóa học truyền thống như Lithium, Alkaline, NiMH,... mà còn góp phần giảm thiểu rác thải nông nghiệp, thúc đẩy phát triển kinh tế tuần hoàn và giáo dục cộng đồng về công nghệ xanh.
Nhóm sử dụng vi sinh vật để phân hủy các hợp chất hữu cơ trong bã cà phê, từ đó giải phóng dòng điện mà không sinh ra khí độc, không để lại chất thải nguy hại. Công nghệ MFC còn có thể phân hủy sinh học sau vòng đời sử dụng, tạo nên một chu trình hoàn toàn thân thiện với hệ sinh thái.
Coffeenergy đã và đang triển khai thử nghiệm sản phẩm tại các mô hình giáo dục STEM, khu vực nông thôn và những dự án nghiên cứu điện năng suất thấp", trưởng nhóm dự án thông tin.
Về thử nghiệm, sản xuất và vận hành sản phẩm, Coffeenergy có quy trình triển khai gồm 5 giai đoạn, cụ thể:
Giai đoạn 1, nhóm tiến hành khảo sát tài liệu khoa học về pin từ sinh khối; thu thập và xử lý bã cà phê; mua sắm thiết bị cơ bản như lò nung, máy nghiền,...
Giai đoạn 2, bắt đầu thí nghiệm nhiệt phân và tạo vật liệu cacbon. Các hoạt động chính gồm nhiệt phân bã cà phê để tạo biochar; phân tích vật liệu (diện tích bề mặt, cấu trúc...); hoạt hóa và tối ưu hóa vật liệu.
Giai đoạn 3, chế tạo và kiểm tra điện cực. Theo đó, nhóm đã trộn và tạo anode từ vật liệu đã xử lý; phủ lên lá đồng, sấy khô; kiểm tra tính dẫn điện, độ bám dính...
Giai đoạn 4, lắp ráp và đánh giá pin thử nghiệm. Nhóm thực hiện lắp pin thử (có cathode, anode, electrolyte, separator); kiểm tra vòng đời, dung lượng, hiệu suất sạc/xả.
Giai đoạn 5, mở rộng sản xuất quy mô nhỏ, sau đó mở rộng công suất và phát triển sản phẩm từ các nguồn sinh khối khác.
Chia sẻ về những ưu điểm nổi bật của sản phẩm, Anh Khoa cho hay, pin Coffeenergy không phát sinh khí độc, không gây ô nhiễm nước – đất – không khí như pin hóa học. Toàn bộ nguyên liệu có thể phân hủy sinh học, đảm bảo an toàn cho người dùng và môi trường xung quanh.
Cùng với đó, nhờ sử dụng nguyên liệu tái chế (bã cà phê), chi phí sản xuất được giảm đáng kể, giúp sản phẩm có mức giá cạnh tranh và phù hợp với người tiêu dùng ở cả thành thị và nông thôn.
Ngoài ra, sản phẩm không chỉ là một nguồn điện, mà còn là công cụ giảng dạy trực quan trong các lớp học về năng lượng tái tạo, môi trường, hóa học và sinh học. Việc chế tạo pin từ bã cà phê giúp học sinh hiểu rõ hơn về chuỗi giá trị bền vững và năng lượng sinh học.
Bên cạnh việc góp phần giảm thiểu lượng lớn bã cà phê thải ra mỗi năm, tạo ra giá trị mới cho ngành cà phê Việt Nam, quá trình sản xuất pin có thể tạo thêm việc làm cho lao động tại địa phương trong việc thu gom, xử lý và chế tạo vật liệu điện cực.
Cuối cùng, pin Coffeenergy có thể kết hợp với các thiết bị IoT công suất thấp trong nông nghiệp và y tế (cảm biến độ ẩm, máy đo sinh học...), tạo ra hệ sinh thái sản phẩm xanh, phục vụ các thị trường ngách đầy tiềm năng.
Hướng tới xây dựng chuỗi giá trị khép kín, mang lại hiệu quả kinh tế và khẳng định tính bền vững
Trải qua nhiều nỗ lực và hàng chục lần thí nghiệm, những cố gắng không ngừng của nhóm đã được ghi nhận và đền đáp xứng đáng khi dự án “Coffeenergy: Tái tạo năng lượng sạch từ bã cà phê” được xướng tên cho ngôi vị quán quân cuộc thi “Ý tưởng sáng tạo – khởi nghiệp Istartup 2025”.
Anh Khoa cho rằng, yếu tố then chốt giúp Coffeenergy chinh phục được ban giám khảo chính là tính thực tế và khả thi của dự án. Coffeenergy không chỉ dừng lại ở một ý tưởng sáng tạo, mà còn mang trong mình tiềm năng phát triển rất lớn trong tương lai với khả năng ứng dụng rộng rãi và hoàn toàn mới mẻ tại Việt Nam. Chính sự kết hợp giữa khía cạnh khoa học, công nghệ xanh và ý nghĩa nhân văn đã tạo nên sức thuyết phục cho dự án.
"Giành được vị trí cao nhất tại cuộc thi giống như việc sở hữu một chiếc chìa khóa mở ra cánh cửa mới, giúp chúng em bước qua giới hạn của chính mình và tin tưởng hơn vào con đường đang đi. Đây không chỉ là phần thưởng cho sự kiên trì mà còn là cơ hội, là bước đệm quan trọng để Coffeenergy tiếp tục được phát triển mạnh mẽ hơn trong thời gian tới.
Qua cuộc thi, em và các bạn đã học được rất nhiều bài học quý giá. Chúng em có cơ hội lắng nghe những góp ý sâu sắc từ ban giám khảo, học hỏi thêm nhiều ý tưởng sáng tạo từ những đội thi khác. Cá nhân em cũng tích lũy được nhiều kiến thức về kỹ thuật, về tư duy khởi nghiệp và quan trọng hơn là học cách thấu hiểu người tiêu dùng. Làm sao để họ dần thay đổi suy nghĩ, mở lòng với những giải pháp mới và yêu thích một sản phẩm pin hữu cơ từ bã cà phê chính là thách thức cũng như động lực để em cùng cả nhóm kiên trì theo đuổi hành trình này", nam sinh bày tỏ.
Chia sẻ về định hướng sắp tới của dự án, Anh Khoa cho biết: "Chúng em dự định mở rộng quy mô thông qua hợp tác với các chuỗi cà phê và doanh nghiệp trong lĩnh vực năng lượng tái tạo, hướng tới xây dựng một chuỗi giá trị khép kín. Từ khâu thu gom bã cà phê đến nghiên cứu, sản xuất và thương mại hóa sản phẩm, tất cả sẽ được tối ưu để vừa mang lại hiệu quả kinh tế, vừa khẳng định giá trị nhân văn và tính bền vững của Coffeenergy.
Em tin rằng, với sự đầu tư và đồng hành từ các đơn vị, Coffeenergy không chỉ dừng lại ở một dự án khởi nghiệp sinh viên mà có thể trở thành biểu tượng của trí tuệ trẻ Việt Nam, đóng góp thiết thực cho một tương lai xanh và nền kinh tế tuần hoàn khoa học, nhân văn.
Ngoài ra, nếu dự án có thêm nguồn lực, nhóm sẽ tiếp tục cải tiến sản phẩm để gia tăng hiệu suất điện năng và mở rộng phạm vi ứng dụng của pin Coffeenergy. Thay vì chỉ dừng ở mô hình thử nghiệm, nhóm hướng tới phát triển pin hữu cơ từ bã cà phê thành những sản phẩm có thể sử dụng trong đời sống hằng ngày, chẳng hạn như pin cho sạc dự phòng, pin lưu trữ năng lượng tại hộ gia đình và xa hơn nữa là pin phục vụ xe điện, xu hướng tất yếu của năng lượng xanh trong tương lai".
Anh Khoa cho biết thêm, trong quá trình hiện thực hóa ý tưởng Coffeenergy, nhóm đã nhận được sự đồng hành sát sao của Tiến sĩ Hà Mạnh Hùng với vai trò cố vấn chiến lược công nghệ. Thầy đã hỗ trợ nhóm xây dựng quy trình xử lý dữ liệu, mô hình hóa quá trình nghiên cứu, đồng thời trực tiếp định hướng, góp ý để sản phẩm ngày càng hoàn thiện, giúp nhóm vượt qua những khó khăn về kỹ thuật cũng như phương pháp.
Song song với đó, dự án còn nhận được sự hỗ trợ chuyên môn từ Tiến sĩ Chu Đình Tới và Thạc sĩ Vũ Thị Huệ trong việc phát triển sản phẩm, đảm bảo các tiêu chí về hiệu quả, an toàn và thân thiện với môi trường trong suốt quá trình nghiên cứu, chế tạo vật liệu pin từ bã cà phê.
Nam trưởng nhóm dự án Coffeenergy bày tỏ: "Sự đồng hành tận tình từ thầy cô là nguồn động lực to lớn giúp chúng em giữ vững niềm tin và kiên trì với dự án.
Bên cạnh đó, chúng em vô cùng biết ơn ban giám hiệu, ban giám khảo và ban tổ chức cuộc thi tại Trường Quốc tế – Đại học Quốc gia Hà Nội vì đã tạo ra một sân chơi học thuật sáng tạo và đầy ý nghĩa, nơi sinh viên có thể thử sức, phát triển những ý tưởng khởi nghiệp với sự hỗ trợ thiết thực từ các chuyên gia và doanh nghiệp.
Sự quan tâm và đồng hành của nhà trường không chỉ khuyến khích sinh viên dám nghĩ, dám làm, mà còn tiếp thêm sức mạnh để thế hệ trẻ tạo ra những sản phẩm mang giá trị thật cho cộng đồng và đất nước. Chính nhờ sự hỗ trợ quý báu đó mà dự án Coffeenergy mới có thể đi xa hơn trên hành trình nghiên cứu và đổi mới sáng tạo, nuôi dưỡng khát vọng phát triển một tương lai xanh và bền vững".
