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)

Bài liên quan
dai-hoi-dang
Tin bài khác
Sao Khuê 2026: Định hình bản đồ giải pháp số cho kỷ nguyên phát triển mới

Sao Khuê 2026: Định hình bản đồ giải pháp số cho kỷ nguyên phát triển mới

Ngày 20/1, tại Hà Nội, Hiệp hội Phần mềm và Dịch vụ Công nghệ thông tin (CNTT) Việt Nam (VINASA) chính thức phát động Giải thưởng Sao Khuê 2026 - giải thưởng lâu đời, uy tín nhất dành cho các sản phẩm, giải pháp số tại Việt Nam.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 21/1/2026: Tuổi Tý nhiều vướng mắc, tuổi Thìn nhiều điều thuận lợi

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 21/1/2026: Tuổi Tý nhiều vướng mắc, tuổi Thìn nhiều điều thuận lợi

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 21/1/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Thị trường chứng khoán ngày 20/1: Áp lực chốt lời tại vùng đỉnh khiến VN Index chưa thể vượt lại mốc 1.900 điểm

Thị trường chứng khoán ngày 20/1: Áp lực chốt lời tại vùng đỉnh khiến VN Index chưa thể vượt lại mốc 1.900 điểm

Thị trường khởi đầu tích cực khi VN Index vượt mốc 1.900 điểm, song áp lực chốt lời vùng đỉnh nhanh chóng gia tăng khiến chỉ số rung lắc mạnh và quay đầu giảm nhẹ vào cuối phiên. Thanh khoản duy trì ở mức cao cho thấy dòng tiền vẫn hiện diện nhưng tâm lý thận trọng đang chiếm ưu thế.
TÜV SÜD trao chứng nhận quốc tế cho các dòng sản phẩm chiếu sáng chủ lực của Rạng Đông

TÜV SÜD trao chứng nhận quốc tế cho các dòng sản phẩm chiếu sáng chủ lực của Rạng Đông

Ngày 20/1/2026, Công ty Cổ phần Bóng đèn Phích nước Rạng Đông đã chính thức được TÜV SÜD - tổ chức thử nghiệm, giám định và chứng nhận quốc tế cấp các chứng nhận an toàn và chất lượng theo tiêu chuẩn châu Âu và toàn cầu cho các dòng sản phẩm chiếu sáng và linh kiện điện tử chủ lực.
Khai mạc trọng thể Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ XIV của Đảng

Khai mạc trọng thể Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ XIV của Đảng

Sáng ngày 20/1, Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ XIV của Đảng khai mạc trọng thể tại Trung tâm Hội nghị quốc gia (Hà Nội), với sự tham dự của 1.586 đại biểu, đại diện cho hơn 5,6 triệu đảng viên trong toàn Đảng.
Nhận định phiên giao dịch ngày 20/1: Duy trì vị thế nắm giữ

Nhận định phiên giao dịch ngày 20/1: Duy trì vị thế nắm giữ

Thị trường chứng khoán tiếp tục duy trì sắc xanh trong phiên đầu tuần, với lực kéo từ nhóm cổ phiếu vốn hóa lớn. Tuy nhiên thanh khoản ở mức thấp phản ánh tâm lý thận trọng, khiến tín hiệu mở vị thế mới chưa được củng cố. Trong bối cảnh chỉ số đang hướng về vùng kháng cự mạnh, giới phân tích khuyến nghị nhà đầu tư duy trì vị thế nắm giữ.
Những

Những 'đột phá' chiến lược từ Đại hội XIV của Đảng: Chìa khóa để Việt Nam phát triển nhanh, bền vững và bao trùm

Đại hội XIV của Đảng được kỳ vọng sẽ tạo ra những chuyển động mang tính bước ngoặt cho sự phát triển đất nước trong giai đoạn mới. Trước thềm Đại hội XIV, các chuyên gia, trí thức cho rằng, những đột phá về thể chế, khoa học - công nghệ, văn hóa và con người sẽ là chìa khóa để Việt Nam phát triển nhanh, bền vững và bao trùm, lấy hạnh phúc của Nhân dân làm thước đo.
Khoa học công nghệ, đổi mới sáng tạo nâng tầm vị thế Việt Nam trong kỷ nguyên mới

Khoa học công nghệ, đổi mới sáng tạo nâng tầm vị thế Việt Nam trong kỷ nguyên mới

Nhân dịp Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ XIV của Đảng - dấu mốc quan trọng mở ra giai đoạn phát triển mới của đất nước, Bộ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ Nguyễn Mạnh Hùng chia sẻ về vai trò của khoa học công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số trong việc trở thành động lực trung tâm cho phát triển nhanh và bền vững của Việt Nam.
HUST phát huy sứ mệnh đào tạo nhân lực, hội tụ tinh hoa khoa học công nghệ

HUST phát huy sứ mệnh đào tạo nhân lực, hội tụ tinh hoa khoa học công nghệ

Đại hội XIV của Đảng đã mở ra một giai đoạn phát triển mới với tư duy phát triển mang tính đột phá, đặt khoa học - công nghệ, đổi mới sáng tạo và con người vào vị trí trung tâm. Trong bối cảnh đó, Đại học Bách khoa Hà Nội (HUST) xác định tiếp tục phát huy sứ mệnh đào tạo nhân lực chất lượng cao, hội tụ các nghiên cứu khoa học tinh hoa, gắn chặt chiến lược phát triển quốc gia, hướng tới mô hình đại học đổi mới sáng tạo và khởi nghiệp tinh gọn, hiệu quả, tiệm cận các chuẩn mực quốc tế.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 20/1/2026: Tuổi Dần tin tức tốt, tuổi Tuất cạnh tranh bất lợi

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 20/1/2026: Tuổi Dần tin tức tốt, tuổi Tuất cạnh tranh bất lợi

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 20/1/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
song-gia-tri