bau-cu-dai-bieu
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)

mca-thong-bao
Tin bài khác
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 15/3/2026: Tuổi Mùi trăm bề thuận lợi, tuổi Tuất không được suôn sẻ

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 15/3/2026: Tuổi Mùi trăm bề thuận lợi, tuổi Tuất không được suôn sẻ

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 15/3/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Việt Nam công bố hai triển lãm quốc tế về sản xuất thông minh 2026

Việt Nam công bố hai triển lãm quốc tế về sản xuất thông minh 2026

Ngày 10/3, tại Hà Nội, Trung tâm Đổi mới sáng tạo Quốc gia (NIC) phối hợp với Uninet Exhibition (Singapore), EIMS Hàn Việt và Busan Exhibition and Convention Center (BEXCO) công bố hai triển lãm công nghiệp quy mô quốc tế gồm Triển lãm Nhà máy thông minh Việt Nam 2026 (VSE 2026) và Triển lãm quốc tế Ngũ kim và dụng cụ phụ trợ Việt Nam 2026 (VHF 2026).
Động cơ điện mới sử dụng vật liệu thép vô định hình cho stato đạt hiệu suất cao

Động cơ điện mới sử dụng vật liệu thép vô định hình cho stato đạt hiệu suất cao

Một bước tiến đáng chú ý trong công nghệ truyền động phát thải thấp vừa được công bố khi công ty Horse Powertrain - nhà phát triển hệ thống truyền động có trụ sở tại London giới thiệu động cơ điện mới sử dụng vật liệu thép vô định hình cho stato. Theo doanh nghiệp này, thiết kế mới giúp động cơ đạt hiệu suất lên tới 98,2%, được xem là mức hiệu suất hàng đầu trong ngành hiện nay.
Doanh nghiệp viễn thông sẵn sàng bảo đảm an toàn mạng lưới phục vụ bầu cử

Doanh nghiệp viễn thông sẵn sàng bảo đảm an toàn mạng lưới phục vụ bầu cử

Trước thềm kỳ bầu cử đại biểu Quốc hội khóa XVI và đại biểu Hội đồng nhân dân các cấp nhiệm kỳ 2026-2031 diễn ra vào ngày 15/3, các doanh nghiệp viễn thông đã chủ động triển khai nhiều phương án kỹ thuật, tăng cường giám sát và bố trí lực lượng nhằm bảo đảm an toàn, an ninh mạng lưới thông tin liên lạc, phục vụ tốt công tác bầu cử trên toàn quốc.
Khánh thành Trung tâm Vũ trụ Việt Nam, khẳng định vị thế làm chủ công nghệ vũ trụ

Khánh thành Trung tâm Vũ trụ Việt Nam, khẳng định vị thế làm chủ công nghệ vũ trụ

Trung tâm Vũ trụ Việt Nam (VNSC) thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, sở hữu hệ thống mặt đất với anten đường kính 9,3 m, trung tâm R&D vệ tinh vừa được khánh thành tại Khu công nghệ cao Hòa Lạc vào sáng 13/3.
FPT nhận bằng sáng chế quốc tế cho công nghệ AI xử lý tài liệu

FPT nhận bằng sáng chế quốc tế cho công nghệ AI xử lý tài liệu

Nền tảng AI Agentic automation akabot do FPT phát triển vừa được cấp bằng sáng chế cho công nghệ tự động tách và phân loại tài liệu bằng học máy. Công nghệ giúp rút ngắn thời gian xử lý tài liệu từ 15 phút xuống chưa đầy 1 phút, nâng cao hiệu suất vận hành cho doanh nghiệp.
Ngân hàng MB: Lãi dự thu cao nhất trong 5 năm qua

Ngân hàng MB: Lãi dự thu cao nhất trong 5 năm qua

Khép lại năm 2025, ngân hàng MB là một trong những đơn vị có lãi dự thu tăng trưởng mạnh.
Hà Nội tổ chức thi lớp 10 năm 2026 ‘phi địa giới hành chính’ từ 30/5 đến 1/6

Hà Nội tổ chức thi lớp 10 năm 2026 ‘phi địa giới hành chính’ từ 30/5 đến 1/6

Sở GDĐT Hà Nội vừa công bố lịch thi chính thức vào lớp 10 công lập năm 2026, trong đó có một số điểm mới. Một trong số những điểm mới đáng chú ý là học sinh có chứng nhận tạm trú cũng được thi vào các trường THPT công lập.
Thị trường chứng khoán ngày 13/3: Thị trường rung lắc khi cổ phiếu dầu khí bị bán mạnh

Thị trường chứng khoán ngày 13/3: Thị trường rung lắc khi cổ phiếu dầu khí bị bán mạnh

Các nhà đầu tư tiếp tục chứng kiến sự điều chỉnh của thị trường khi VN Index giảm hơn 13 điểm. Áp lực bán gia tăng ở nhóm dầu khí trong phiên chiều là nguyên nhân chính khiến chỉ số rung lắc, trong khi dòng tiền có dấu hiệu dịch chuyển sang các nhóm đầu tư công và điện.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 14/3/2026: Tuổi Thìn tình cảm suôn sẻ, tuổi Mão dễ bị phân tán

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 14/3/2026: Tuổi Thìn tình cảm suôn sẻ, tuổi Mão dễ bị phân tán

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 14/3/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
song-gia-tri