acecook

Nhật Bản đột phá trong sản xuất pin nhiên liệu với vật liệu có độ dẫn điện cao

Công nghiệp năng lượng
26/02/2025 05:15
Vật liệu mới chứa rubidium (Rb) có thể mở ra cánh cửa cho việc ứng dụng rộng rãi pin nhiên liệu oxit rắn.
aa
Hydro xanh từ chất thải: Đột phá công nghệ “Zero-Gap” thúc đẩy sản xuất nhiên liệu sạch
Việt Nam kêu gọi sự hỗ trợ của cộng đồng quốc tế trong chuyển đổi năng lượng sạch

Vật liệu mới dẫn điện hiệu quả, giúp công nghệ năng lượng sạch hơn

Các nhà nghiên cứu Nhật Bản từ Viện Khoa học Tokyo (Science Tokyo) đã phát triển một vật liệu mới chứa rubidium (Rb), có thể cải thiện đáng kể công nghệ pin nhiên liệu. Vật liệu mới này có độ dẫn điện cao, nghĩa là nó có thể vận chuyển các ion oxy hiệu quả hơn.

Theo nhóm nghiên cứu do Giáo sư Masatomo Yashima thuộc Khoa Hóa học đứng đầu, vật liệu mới này có thể giúp các công nghệ năng lượng sạch hơn, như pin nhiên liệu oxit rắn (SOFC), trở nên thiết thực và giá cả phải chăng hơn.

SOFC là loại pin nhiên liệu tạo ra điện bằng nhiều loại nhiên liệu khác nhau, không chỉ hydro. Chúng có thể chạy bằng khí đốt tự nhiên và các loại nhiên liệu khác, giúp chúng linh hoạt hơn khi sử dụng trong thực tế. Mặc dù vậy, SOFC có một số vấn đề cố hữu luôn cản trở việc áp dụng. Những pin nhiên liệu này rất tốn kém để sản xuất, nhưng độ bền lại kém và cần nhiệt độ rất cao để có thể hoạt động bình thường.

Để đạt được mục đích tìm những nhiên liệu tối ưu thay thế, nhóm nghiên cứu Nhật Bản đã tìm kiếm những vật liệu tốt hơn cho phép các ion oxy (O²⁻) di chuyển nhanh bên trong pin nhiên liệu.

Nhật Bản đột phá trong sản xuất pin nhiên liệu với vật liệu có độ dẫn điện cao
Vật liệu chứa Rubidium có thể hỗ trợ các công nghệ năng lượng sạch như pin nhiên liệu, cảm biến và chất xúc tác (Ảnh: Interesting Engineering)

Các nhà nghiên cứu đã chọn rubidium là giải pháp lý tưởng vì những đặc tính độc đáo của nó. Rubidium có kích thước nguyên tử tương đối lớn, nghĩa là có nhiều "không gian trống" hơn trong cấu trúc của nó. Đồng nghĩa là các ion oxy có thể di chuyển tự do trong một cấu trúc chứa rubidi. Thứ hai là nó có xu hướng có năng lượng hoạt hóa tương đối thấp, nghĩa là cần ít năng lượng hơn để các ion di chuyển. Điều này cũng làm cho vật liệu dẫn điện tốt hơn.

Rubidium mở ra một hướng đi mới cho việc phát triển các chất dẫn ion oxit

Sử dụng mô phỏng máy tính, nhóm nghiên cứu đã phân tích 475 vật liệu khác nhau dựa trên rubidi và thấy rằng Rb₅BiMo₄O₁₆ là ứng cử viên triển vọng nhất.

Sau khi tổng hợp hợp chất, nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng nó cao hơn 29 lần so với vật liệu SOFC thường dùng (ziriconi ổn định bằng yttria) ở nhiệt độ 572°F (300°C). Họ cũng phát hiện, chuyển động của các ion oxy được hỗ trợ bởi hình dạng và chuyển động của các đơn vị tứ diện MoO₄ (một cấu trúc tinh thể cụ thể bên trong vật liệu).

Các thí nghiệm cũng cho thấy vật liệu vẫn ổn định trong các điều kiện khác nhau, bao gồm nhiệt độ cao, không khí ẩm và nước. Khám phá này có thể giúp SOFC hoạt động ở nhiệt độ thấp hơn, khiến chúng rẻ hơn, bền hơn và dễ sử dụng hơn trong các ứng dụng năng lượng khác nhau.

Giáo sư Masatomo Yashima giải thích về kết quả đầy hứa hẹn này rằng: “Điều đáng ngạc nhiên là Rb 5 BiMo4O16 thể hiện độ dẫn ion oxit cao là 0,14 mS/cm ở 300°C, cao hơn 29 lần so với độ dẫn của zirconia ổn định bằng yttria ở 300°C và tương đương với các chất dẫn ion oxit hàng đầu có thành phần tứ diện tương tự”.

Nếu các nghiên cứu sâu hơn xác nhận những kết quả này, vật liệu gốc rubidi có thể đóng vai trò quan trọng trong các công nghệ năng lượng sạch trong tương lai như pin nhiên liệu, cảm biến khí và chất xúc tác.

Vật liệu chứa rubidi mới này có thể cách mạng hóa công nghệ năng lượng bằng cách cải thiện hiệu suất và giá cả phải chăng của pin nhiên liệu oxit rắn và hỗ trợ quá trình chuyển đổi sang các nguồn năng lượng sạch hơn.

Yashima cho biết, vệc phát hiện ra oxit chứa Rb có độ dẫn điện và độ ổn định cao có thể mở ra một hướng đi mới cho việc phát triển các chất dẫn ion oxit. “Chúng tôi hy vọng rằng những tiến bộ này sẽ dẫn đến các ứng dụng và thị trường mới cho Rb, cũng như góp phần giảm nhiệt độ hoạt động và giảm chi phí của pin nhiên liệu oxit rắn”, ông chia sẻ thêm.

Nguyên Ngọc (Theo Interesting Engineering)

chao-mung-ngay-bao-chi
Tin bài khác
Tác nhân AI vật lý ảo: Tăng tốc chuyển đổi số cho nhà máy thông minh

Tác nhân AI vật lý ảo: Tăng tốc chuyển đổi số cho nhà máy thông minh

Siemens vừa công bố bước tiến mới trong tự động hóa công nghiệp với kế hoạch tích hợp trí tuệ nhân tạo vào các hệ thống xe dẫn đường tự động (AGV) và robot di động tự động (AMR). Giải pháp này hứa hẹn giúp các nhà máy dễ dàng triển khai, vận hành và bảo trì đội phương tiện tự hành từ đó tăng hiệu suất và giảm thời gian gián đoạn sản xuất.
Đòn bẩy tài chính giúp nhà bán hàng bứt phá trên sàn thương mại điện tử

Đòn bẩy tài chính giúp nhà bán hàng bứt phá trên sàn thương mại điện tử

Hưởng ứng chủ trương của Chính phủ về thúc đẩy phát triển kinh tế số, xây dựng môi trường kinh doanh minh bạch, hiệu quả và bền vững, ngày 25/6/2025, Ngân hàng TMCP Đầu tư và Phát triển Việt Nam (BIDV) phối hợp cùng nền tảng thương mại điện tử TikTok tổ chức đồng thời hai sự kiện lớn tại Hà Nội và TP. Hồ Chí Minh. Đây là chuỗi hoạt động chuyên biệt dành riêng cho cộng đồng nhà bán hàng đang kinh doanh trên TikTok - một trong những kênh phân phối trực tuyến phát triển nhanh nhất hiện nay.
Chuẩn bị rót 4.000 tỷ mở rộng nhà máy tại Hậu Giang, công ty thuộc Tập đoàn Tân Hiệp Phát tham vọng sản xuất 1 tỷ lít/năm

Chuẩn bị rót 4.000 tỷ mở rộng nhà máy tại Hậu Giang, công ty thuộc Tập đoàn Tân Hiệp Phát tham vọng sản xuất 1 tỷ lít/năm

Tập đoàn Tân Hiệp Phát đang lên kế hoạch rót 4.000 tỷ đồng để mở rộng nhà máy Number One tại Hậu Giang, trong đó 30% là vốn góp từ doanh nghiệp và 70% là vốn vay.
Vinamilk Green Farm - từ

Vinamilk Green Farm - từ 'resort cho bò' đến hộp sữa đạt chuẩn quốc tế

Nếu phải chọn một từ để nói về Vinamilk Green Farm, em sẽ dùng từ ‘hạnh phúc’”, Nguyễn Mạnh Hùng - sinh viên Đại học Ngoại thương - chia sẻ sau chuyến tham quan trang trại sinh thái của thương hiệu sữa hàng đầu Việt Nam tại miền đất Tây Ninh đầy nắng và gió.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 28/6/2025: Tuổi Tuất gặp khó khăn, tuổi Tỵ tài vận hanh thông

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 28/6/2025: Tuổi Tuất gặp khó khăn, tuổi Tỵ tài vận hanh thông

Những bí ẩn của khoa học đời sống là "món ăn" tinh thần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tử vi vòng quay công nghệ xem tử vi 12 con giáp ngày 28/6/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Thị trường chứng khoán ngày 27/6: VN-Index tăng nhẹ, khối ngoại bán ròng cổ phiếu FPT hơn 150 tỷ đồng

Thị trường chứng khoán ngày 27/6: VN-Index tăng nhẹ, khối ngoại bán ròng cổ phiếu FPT hơn 150 tỷ đồng

Kết thúc phiên giao dịch ngày 27/6, thị trường chứng khoán Việt Nam ghi nhận diễn biến tích cực khi chỉ số VN-Index tăng 5,77 điểm, tương đương 0,42%, lên mức 1.371,44 điểm. Đà tăng lan tỏa ở nhóm cổ phiếu vốn hóa lớn giúp thị trường giữ vững sắc xanh trong suốt phiên. Dù thanh khoản được cải thiện so với phiên trước, giá trị khớp lệnh vẫn ở mức thấp, đạt 17.413 tỷ đồng trên toàn thị trường.
Quốc hội chính thức thông qua Luật Khoa học, công nghệ và đổi mới sáng tạo

Quốc hội chính thức thông qua Luật Khoa học, công nghệ và đổi mới sáng tạo

Sáng ngày 27/6, Quốc hội đã thông qua Luật Khoa học, công nghệ và Đổi mới sáng tạo với 435/438 đại biểu tham gia biểu quyết tán thành.
Robot Aeon: Khi trí tuệ nhân tạo bước vào nhà xưởng

Robot Aeon: Khi trí tuệ nhân tạo bước vào nhà xưởng

Trong bối cảnh nhiều ngành công nghiệp đang đối mặt với tình trạng thiếu lao động và nhu cầu tự động hóa ngày càng cao, công ty công nghệ đo lường Hexagon (Thụy Điển) vừa chính thức ra mắt robot hình người Aeon - một thiết bị tiên tiến được thiết kế để giải quyết các thách thức thực tiễn trong môi trường sản xuất hiện đại.
Cuộc phiêu lưu đến Thị Trấn Bohemian Trong Lòng Núi Lửa đầy đặc sắc cùng The Hidden Book 2025

Cuộc phiêu lưu đến Thị Trấn Bohemian Trong Lòng Núi Lửa đầy đặc sắc cùng The Hidden Book 2025

Vào ngày 28/06/2025 tại Sân khấu Thống Nhất - Công viên Thống Nhất, hội chợ sách The Hidden Book sẽ chính thức quay trở lại với chủ đề Homely Hollow, hứa hẹn mang đến cho người tham gia những hoạt động phong phú, thú vị cùng nhiều trải nghiệm mới mẻ, bổ ích. Những trang sách không chỉ chứa đựng từng con chữ, mà còn chất chứa cả trí tuệ nhân loại, tâm huyết của bao thế hệ và khát vọng không ngừng vươn tới tri thức. Hiểu được tầm quan trọng ấy, sự kiện hướng đến việc khơi dậy niềm đam mê đọc sách trong thế hệ trẻ, đồng thời lan toả văn hoá đọc sâu rộng trong cộng đồng.
Có 7.210 thí sinh trên toàn quốc bỏ thi Văn, 7.341 thí sinh bỏ thi Toán trong ngày đầu kỳ thi tốt nghiệp THPT

Có 7.210 thí sinh trên toàn quốc bỏ thi Văn, 7.341 thí sinh bỏ thi Toán trong ngày đầu kỳ thi tốt nghiệp THPT

Theo thống kê từ Bộ GDĐT, có 7.210 thí sinh trên toàn quốc bỏ thi môn Văn, 7.341 thí sinh bỏ thi môn Toán, và có 15 thí sinh bị đình chỉ vì vi phạm quy chế thi trong ngày 26/6.
siement
Quảng cáo
moxa