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
Thị trường chứng khoán ngày 20/3: VN Index giảm hơn 51 điểm, lùi về sát MA200 trong phiên cơ cấu quỹ

Thị trường chứng khoán ngày 20/3: VN Index giảm hơn 51 điểm, lùi về sát MA200 trong phiên cơ cấu quỹ

Phiên giao dịch diễn ra với đầy áp lực khi sắc đỏ lan rộng trên toàn thị trường ngay từ đầu phiên và gia tăng mạnh về cuối ngày, đặc biệt trong đợt cơ cấu danh mục của các quỹ ETF. VN Index giảm hơn 51 điểm, lùi về vùng đường MA200, trong bối cảnh khối ngoại bán ròng gần 1,9 nghìn tỷ đồng.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 21/3/2026: Tuổi Tý thuận lợi, tuổi Thân hành xử bốc đồng

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 21/3/2026: Tuổi Tý thuận lợi, tuổi Thân hành xử bốc đồng

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 21/3/2026 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 20/3: Áp lực rung lắc còn lớn?

Nhận định phiên giao dịch ngày 20/3: Áp lực rung lắc còn lớn?

Sau phiên 19/3 giảm hơn 14 điểm và đánh mất mốc 1.700 điểm, thị trường bước vào phiên 20/3 với nhiều áp lực đan xen. Bối cảnh quốc tế vẫn bất lợi khi Cục Dự trữ Liên bang Mỹ giữ nguyên lãi suất, chứng khoán toàn cầu biến động mạnh và căng thẳng Trung Đông tiếp tục leo thang, trong khi trong nước là phiên cơ cấu danh mục của một số quỹ ETF.
Từ Block đến PayPal: AI đang viết lại "luật chơi" ngành thanh toán

Từ Block đến PayPal: AI đang viết lại "luật chơi" ngành thanh toán

Không chỉ riêng Block, hàng loạt công ty fintech như Klarna, PayPal hay Stripe đều đang tăng tốc ứng dụng AI để tối ưu vận hành. Làn sóng này phản ánh sự dịch chuyển mạnh mẽ sang mô hình tự động hóa, nơi hiệu suất và chi phí trở thành ưu tiên hàng đầu.
Khi an toàn thực phẩm trở thành tiêu chuẩn cốt lõi của công nghệ bao bì & chế biến

Khi an toàn thực phẩm trở thành tiêu chuẩn cốt lõi của công nghệ bao bì & chế biến

Năm 2026, ngành bao bì - chế biến toàn cầu bước vào thời kỳ chuyển đổi mạnh mẽ, khi an toàn thực phẩm trở thành tiêu chuẩn cạnh tranh cốt lõi. Sự thay đổi trong tiêu chuẩn quốc tế cùng sức ép đổi mới công nghệ buộc doanh nghiệp không chỉ đầu tư máy móc, mà còn phải chứng minh khả năng kiểm soát chất lượng bằng dữ liệu rõ ràng, từ quy trình vô trùng, kiểm tra rủi ro đến việc đạt các chứng nhận quốc tế. Trong bối cảnh đó, ProPak Vietnam 2026, dưới sự bảo trợ của Sở Công Thương TP.HCM, trở thành “bàn đo công nghệ” quan trọng, nơi doanh nghiệp so sánh, chọn lựa và định hình cấu trúc sản xuất an toàn - bền vững - đạt chuẩn toàn cầu cho chu kỳ tăng trưởng mới.
EVN nâng cấp 30 tổ máy nhiệt điện xử lý khí thải đáp ứng quy chuẩn khí thải mới

EVN nâng cấp 30 tổ máy nhiệt điện xử lý khí thải đáp ứng quy chuẩn khí thải mới

Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) vừa lên kế hoạch nâng cấp 30 tổ máy nhiệt điện với tổng công suất 14.324 MW, để cải tạo hệ thống xử lý khí thải nhằm đáp ứng quy chuẩn môi trường mới; bảo đảm duy trì nguồn cung điện ổn định, bảo vệ môi trường.
VNUA xét tuyển hàng nghìn chỉ tiêu các ngành khoa học công nghệ, kỹ thuật và tự động hóa

VNUA xét tuyển hàng nghìn chỉ tiêu các ngành khoa học công nghệ, kỹ thuật và tự động hóa

Năm 2026, Học viện Nông nghiệp Việt Nam (VNUA) tuyển sinh 8.284 chỉ tiêu theo 4 phương thức xét tuyển. Trong đó, Học viện dành hàng nghìn chỉ tiêu tuyển sinh cho các nhóm ngành Công nghệ kỹ thuật ô tô và Cơ điện tử; Kỹ thuật điện, Điện tử và Tự động hóa; Logistics và Quản lý chuỗi cung ứng; Công nghệ thông tin và Kỹ thuật số,…
Giới doanh nhân Việt Nam dự báo kinh tế sẽ khởi sắc trong năm nay

Giới doanh nhân Việt Nam dự báo kinh tế sẽ khởi sắc trong năm nay

Doanh nhân Việt nam kỳ vọng tình trạng kinh tế của họ sẽ được cải thiện trong 12 tháng tới
AT EXPO 2026 sẽ diễn ra trong tháng 5 tới tại Hà Nội

AT EXPO 2026 sẽ diễn ra trong tháng 5 tới tại Hà Nội

Ngày 14 - 16/5 tới, Hội Tự động hóa Việt Nam (VAA) phối hợp với Công ty Cổ phần Hội chợ Triển lãm và Quảng cáo Việt Nam (VIETFAIR) tổ chức Triển lãm Quốc tế Tự động hóa và Công nghệ - AT EXPO 2026 với chủ đề: “Tự động hóa với các công nghệ thông minh trong sản xuất và phát triển bền vững”. AT Expo 2026 sẽ diễn ra tại Cung Văn hóa Hữu nghị, 91 Trần Hưng Đạo, Hà Nội.
Cuộc đua trí tuệ nhân tạo công nghiệp bị bỏ quên

Cuộc đua trí tuệ nhân tạo công nghiệp bị bỏ quên

Trong khi thế giới vẫn say mê với những đột phá của trí tuệ nhân tạo (AI), một câu hỏi quan trọng lại ít được nhắc tới: điều gì xảy ra khi AI gặp sự cố trong môi trường vật lý nơi phần mềm tương tác trực tiếp với máy móc, thiết bị và con người?
song-gia-tri