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)

ar
Tin bài khác
Ông Bùi Thế Duy giữ chức Giám đốc Đại học Quốc gia Hà Nội

Ông Bùi Thế Duy giữ chức Giám đốc Đại học Quốc gia Hà Nội

Thủ tướng Phạm Minh Chính điều động, bổ nhiệm Phó chủ tịch Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam Bùi Thế Duy giữ chức Giám đốc Đại học Quốc gia Hà Nội, thời hạn 5 năm, từ ngày 31/3/2026.
Nhận định phiên giao dịch ngày 31/3: Giải ngân thăm dò ở những mã hút dòng tiền

Nhận định phiên giao dịch ngày 31/3: Giải ngân thăm dò ở những mã hút dòng tiền

Sau phiên điều chỉnh ngày 30/3 với áp lực bán lan rộng và dòng tiền vẫn thận trọng, thị trường được dự báo sẽ tiếp tục vận động giằng co trong vùng tích lũy. Trong bối cảnh đó, nhà đầu tư có thể cân nhắc giải ngân thăm dò tại những cổ phiếu đang thu hút dòng tiền trong các nhịp rung lắc, đồng thời duy trì tỷ trọng hợp lý để kiểm soát rủi ro.
Bức tranh ransomware toàn cầu 2026: Số vụ tấn công giảm nhưng rủi ro an ninh mạng vẫn gia tăng

Bức tranh ransomware toàn cầu 2026: Số vụ tấn công giảm nhưng rủi ro an ninh mạng vẫn gia tăng

Theo báo cáo mới công bố của NCC Group, thế giới ghi nhận 635 vụ tấn công bằng mã độc tống tiền (ransomware) trong tháng 2 năm 2026. Con số này thấp hơn đáng kể so với mức kỷ lục 1.099 vụ vào tháng 2 năm 2025. Tuy nhiên, sự sụt giảm này chủ yếu phản ánh sự kiện bất thường khi nhóm ransomware Cl0p thực hiện chiến dịch “lập danh sách hàng loạt” trong năm trước, khiến số lượng sự cố được báo cáo tăng đột biến.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 31/3/2026: Tuổi Dần chật vật, tuổi Mùi vô cùng may mắn

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 31/3/2026: Tuổi Dần chật vật, tuổi Mùi vô cùng may mắn

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 31/3/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Productronica Shanghai 2026 tiếp tục khẳng định vai trò là diễn đàn công nghệ quan trọng của khu vực

Productronica Shanghai 2026 tiếp tục khẳng định vai trò là diễn đàn công nghệ quan trọng của khu vực

Triển lãm Productronica Shanghai 2026 - sự kiện hàng đầu châu Á trong lĩnh vực sản xuất điện tử đã được tổ chức từ ngày 25-27/3/2026 tại Shanghai New International Expo Centre. Triển lãm giới thiệu toàn diện chuỗi giá trị từ công nghệ SMT, kiểm định chất lượng, robot công nghiệp đến các giải pháp nhà máy thông minh.
Thị trường chứng khoán ngày 30/3: Phản ứng tốt với thông tin tiêu cực từ bên ngoài

Thị trường chứng khoán ngày 30/3: Phản ứng tốt với thông tin tiêu cực từ bên ngoài

Thị trường lao dốc mạnh ngay đầu phiên vì cú sốc từ bên ngoài, nhưng càng về cuối ngày dòng tiền càng nhập cuộc, kéo VN Index rời xa đáy trong phiên. Dù chưa thể đảo chiều thành công, diễn biến trong ngày vẫn cho thấy sức chống chịu của thị trường đang tốt dần lên.
VAA tham dự CMES Shanghai 2026, tăng cường kết nối giao thương quốc tế

VAA tham dự CMES Shanghai 2026, tăng cường kết nối giao thương quốc tế

Từ ngày 23 đến 26/3/2026, tại Thượng Hải, Trung Quốc, Triển lãm Quốc tế Máy công cụ và Công nghệ chế tạo CMES Shanghai 2026 đã diễn ra sôi động, thu hút sự tham gia của đông đảo doanh nghiệp và chuyên gia trong lĩnh vực cơ khí chế tạo, tự động hóa và sản xuất thông minh trên toàn cầu.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 30/3/2026: Tuổi Tý tiến triển tốt đẹp, tuổi Mùi gặp tranh chấp

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 30/3/2026: Tuổi Tý tiến triển tốt đẹp, tuổi Mùi gặp tranh chấp

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 30/3/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Hơn 17 nghìn học sinh phổ thông toàn quốc tham gia tranh tài tại Sân chơi Toán học Việt Nam

Hơn 17 nghìn học sinh phổ thông toàn quốc tham gia tranh tài tại Sân chơi Toán học Việt Nam

Ngày 28/3, Trạng Nguyên Education đã phối hợp với các nhà trường cấp phổ thông trên toàn quốc tổ chức thi Chặng 4 (cấp Tỉnh) của Sân chơi Toán học Việt Nam - Vietnam Mathematical Festival (VNMF) cho 17.014 thí sinh.
Cuốn sách "kim chỉ nam" cho thế hệ trẻ trong kỷ nguyên mới

Cuốn sách "kim chỉ nam" cho thế hệ trẻ trong kỷ nguyên mới

Tập hợp những bài viết, bài phát biểu tiêu biểu của Tổng Bí thư Lê Duẩn, cuốn sách mới xuất bản nhân dịp kỷ niệm 95 năm Đoàn Thanh niên Cộng sản Hồ Chí Minh không chỉ mang giá trị lý luận sâu sắc mà còn là kim chỉ nam định hướng lý tưởng, hun đúc tinh thần xung kích, sáng tạo cho thanh niên trong bối cảnh hội nhập.
song-gia-tri