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
An ninh mạng trở thành ưu tiên hàng đầu của ngành ô tô

An ninh mạng trở thành ưu tiên hàng đầu của ngành ô tô

Một khảo sát toàn cầu mới do ABB Robotics thực hiện cho thấy an ninh mạng đang vượt lên trên nhiều ưu tiên truyền thống của ngành ô tô như cắt giảm chi phí, sản xuất linh hoạt hay ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI). Kết quả phản ánh sự thay đổi rõ rệt trong cách các nhà sản xuất đánh giá rủi ro kỹ thuật số và tính liên tục của hoạt động sản xuất trong thời đại công nghiệp số.
Việt Nam vào top 5 điểm đến du lịch hấp dẫn nhất thế giới năm 2026

Việt Nam vào top 5 điểm đến du lịch hấp dẫn nhất thế giới năm 2026

Theo bảng xếp hạng của website du lịch quốc tế Travel and Tour World, Việt Nam nằm trong nhóm 5 điểm đến du lịch hấp dẫn nhất thế giới năm 2026 nhờ cảnh quan thiên nhiên nổi bật, di sản văn hóa phong phú, ẩm thực đặc sắc cùng chính sách thị thực ngày càng thuận lợi cho du khách quốc tế.
Sinh viên Hà Nội đối diện với "khoảng trống tâm lý": Cần được nhận diện và bảo vệ

Sinh viên Hà Nội đối diện với "khoảng trống tâm lý": Cần được nhận diện và bảo vệ

Nhằm nâng cao nhận thức về sức khỏe tâm lý trong môi trường đại học, Ban Nữ sinh Trường Đại học Luật Hà Nội tổ chức talkshow “Khi những khoảng trống cần được bảo vệ” vào ngày 7/3/2026. Chương trình được triển khai nhân dịp Ngày Quốc tế Phụ nữ 8/3, hướng tới việc tạo dựng không gian đối thoại cởi mở về những trạng thái tâm lý dễ bị tổn thương trong đời sống sinh viên.
Thị trường chứng khoán ngày 12/3: Nhóm hóa chất – phân bón ngược dòng tăng mạnh

Thị trường chứng khoán ngày 12/3: Nhóm hóa chất – phân bón ngược dòng tăng mạnh

Thị trường chứng khoán ngày 12/3 quay đầu điều chỉnh sau hai phiên phục hồi liên tiếp, khi áp lực bán gia tăng trên diện rộng khiến chỉ số VN-Index có thời điểm lùi về sát mốc 1.700 điểm. Dù vậy, nhóm cổ phiếu hóa chất – phân bón vẫn nổi bật với nhiều mã tăng mạnh, trở thành điểm sáng hiếm hoi của thị trường.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 13/3/2026: Tuổi Hợi có điềm tranh cãi, tuổi Tuất đón thêm tin vui

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 13/3/2026: Tuổi Hợi có điềm tranh cãi, tuổi Tuất đón thêm tin vui

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 13/3/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Lộ điểm hiệu năng MacBook Neo: Sức mạnh CPU ngang iPhone 16 Pro

Lộ điểm hiệu năng MacBook Neo: Sức mạnh CPU ngang iPhone 16 Pro

Kết quả đo hiệu năng đầu tiên của MacBook Neo vừa xuất hiện trên Geekbench, hé lộ bức tranh khá rõ về sức mạnh của mẫu laptop mới. Dù sử dụng chung vi xử lý A18 Pro với iPhone 16 Pro, thiết bị vẫn có một số điều chỉnh về cấu hình đồ họa, qua đó định vị ở phân khúc tầm trung trong hệ sinh thái máy tính của Apple.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 12/3/2026: Tuổi Sửu gặp nhiều rắc rối, tuổi Thìn tiến triển khá

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 12/3/2026: Tuổi Sửu gặp nhiều rắc rối, tuổi Thìn tiến triển khá

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 12/3/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Nhận định phiên giao dịch ngày 12/3: Tránh việc mua đuổi

Nhận định phiên giao dịch ngày 12/3: Tránh việc mua đuổi

Sau hai phiên hồi phục khá mạnh, nhiều công ty chứng khoán khuyến nghị nhà đầu tư duy trì sự thận trọng trong phiên giao dịch ngày 12/3, tránh mua đuổi khi thị trường tăng điểm, đặc biệt khi VN-Index đang tiến gần vùng kháng cự quan trọng và thanh khoản chưa thực sự cải thiện.
Doanh nghiệp công nghiệp đang đánh giá quá cao bảo mật truy cập từ xa

Doanh nghiệp công nghiệp đang đánh giá quá cao bảo mật truy cập từ xa

Một báo cáo toàn cầu mới công bố cho thấy nhiều tổ chức công nghiệp đang đánh giá quá cao mức độ an ninh của hệ thống truy cập từ xa, trong khi trên thực tế vẫn tồn tại nhiều lỗ hổng đáng kể liên quan đến giám sát nhà cung cấp, quản lý thông tin xác thực và khả năng kiểm toán phiên làm việc.
Đưa AI vào trường học: Thiết kế chính sách để công nghệ phục vụ học tập hiệu quả (BÀI 3)

Đưa AI vào trường học: Thiết kế chính sách để công nghệ phục vụ học tập hiệu quả (BÀI 3)

AI đang mở ra một giai đoạn mới cho giáo dục, nhưng cũng đặt ra yêu cầu cấp thiết về quản trị. Khi công nghệ đã hiện diện trong lớp học, câu hỏi không còn là cho phép hay ngăn cản, mà là thiết kế khung chính sách đủ rõ ràng để bảo đảm AI phục vụ phát triển năng lực người học, thay vì làm lệch chuẩn quá trình giáo dục.
song-gia-tri