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)

vaa
Tin bài khác
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 23/12/2025: Tuổi Tý trở nên nóng nảy, tuổi Thân vượng đào hoa

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 23/12/2025: Tuổi Tý trở nên nóng nảy, tuổi Thân vượng đào hoa

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 23/12/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Thị trường chứng khoán ngày 22/12: Họ Vin bùng nổ, VN Index phi thẳng lên vùng 1.751 điểm

Thị trường chứng khoán ngày 22/12: Họ Vin bùng nổ, VN Index phi thẳng lên vùng 1.751 điểm

Thị trường có phiên bùng nổ với việc mở GAP tăng ngay từ đầu ngày. Kết phiên, VN Index tăng gần 47 điểm để vọt lên mốc 1.751,03 điểm với sắc xanh phủ khắp bảng điện. Trong đó, riêng họ Vin, với tâm điểm là sắc tím của VIC, đã đóng góp tới một nửa mức tăng của chỉ số.
Ông Lê Mạnh Hùng làm quyền Bộ trưởng Bộ Công Thương

Ông Lê Mạnh Hùng làm quyền Bộ trưởng Bộ Công Thương

Chủ tịch HĐTV Tập đoàn Công nghiệp - Năng lượng Quốc gia Việt Nam (Petrovietnam) Lê Mạnh Hùng được Thủ tướng giao quyền Bộ trưởng Bộ Công Thương từ ngày 20/12.
Nhận định phiên giao dịch ngày 22/12: Ưu tiên nắm giữ các cổ phiếu có nền tảng cơ bản tốt

Nhận định phiên giao dịch ngày 22/12: Ưu tiên nắm giữ các cổ phiếu có nền tảng cơ bản tốt

Phiên giao dịch cuối tuần khép lại với đà hồi phục tích cực của VN-Index, củng cố xu hướng tăng trung hạn của thị trường. Trong bối cảnh dòng tiền đang có dấu hiệu quay trở lại các nhóm ngành chủ chốt nhưng mức độ lan tỏa còn hạn chế, nhà đầu tư được khuyến nghị ưu tiên nắm giữ những cổ phiếu có nền tảng cơ bản tốt và triển vọng tăng trưởng bền vững.
[E-Magazine] Kỷ nguyên của y học hiện đại

[E-Magazine] Kỷ nguyên của y học hiện đại

Trong kỷ nguyên số, con người không chỉ chữa lành bằng thuốc men mà còn bằng những “cánh tay robot” và trí tuệ nhân tạo thâm sâu. Bài báo này khám phá những công nghệ y học tiên tiến nhất, cách Việt Nam tiếp nhận chúng và những thách thức, lộ trình phía trước.
Công bố thành lập Trung tâm Tài chính Quốc tế tại Việt Nam

Công bố thành lập Trung tâm Tài chính Quốc tế tại Việt Nam

Sáng ngày 21/12, Thủ tướng Phạm Minh Chính đã chủ trì hội nghị công bố thành lập Trung tâm tài chính quốc tế tại Việt Nam.
Honor Play 60A trình làng: pin 5.300mAh, Dimensity 6300, chỉ một tùy chọn bộ nhớ

Honor Play 60A trình làng: pin 5.300mAh, Dimensity 6300, chỉ một tùy chọn bộ nhớ

Ra mắt không kèn không trống, Honor Play 60A hướng đến phân khúc phổ thông với pin dung lượng lớn, hỗ trợ 5G và màn hình tần số quét cao. Tuy nhiên, việc chỉ có một phiên bản RAM/bộ nhớ khiến mẫu máy này trở nên khác biệt so với nhiều đối thủ cùng tầm giá.
SunUni Global Group thành lập SunUni Tech, sáp nhập BMH-AI sẵn sàng cho kỷ nguyên số

SunUni Global Group thành lập SunUni Tech, sáp nhập BMH-AI sẵn sàng cho kỷ nguyên số

Mới đây, SunUni Global Group chính thức sáp nhập Công ty Công nghệ BMH-AI vào hệ sinh thái tập đoàn và thành lập Sununi Tech, sẵn sàng đổi mới công nghệ, tiến vào kỷ nguyên AI.
Nền kinh tế trải nghiệm và sự trỗi dậy của không gian sống hàng hiệu

Nền kinh tế trải nghiệm và sự trỗi dậy của không gian sống hàng hiệu

Nền kinh tế trải nghiệm đang trở thành xu hướng lớn dẫn dắt nền kinh tế toàn cầu. Tại Việt Nam, không gian sống hàng hiệu là xu hướng nổi bật trong ngành bất động sản được dẫn dắt bởi các tên tuổi hàng đầu.
Vinamilk: Câu chuyện di sản thương hiệu trở thành động lực sáng tạo

Vinamilk: Câu chuyện di sản thương hiệu trở thành động lực sáng tạo

Vinamilk vừa được xướng tên đồng thời ở 2 hạng mục quan trọng của Vạn Xuân Awards 2025. Theo đó, bà Mai Kiều Liên được vinh danh Lãnh đạo truyền cảm hứng với vai trò dẫn dắt sáng tạo và kiến tạo môi trường đổi mới tại Vinamilk. Trong khi, Vinamilk Green Farm – nhãn hiệu đầu tiên thay đổi nhận diện sau chiến lược tái định vị thương hiệu – tiếp tục được gọi tên ở hạng mục Thương hiệu sáng tạo tiên phong.
song-gia-tri