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)

tan-hoang-minh
Tin bài khác
Nhà Khang Điền tăng thêm hơn 6.000 tỷ đồng hàng tồn kho sau nửa năm

Nhà Khang Điền tăng thêm hơn 6.000 tỷ đồng hàng tồn kho sau nửa năm

CTCP Đầu tư và Kinh doanh Nhà Khang Điền (mã: KDH) tiếp tục gia tăng đầu tư vào các dự án bất động sản trong nửa đầu năm 2026, đưa giá trị hàng tồn kho vượt 29.000 tỷ đồng, tương đương tăng thêm 6.200 tỷ đồng chỉ sau 6 tháng, chiếm đến 75% tổng tài sản.
Thị trường chứng khoán ngày 3/8: Sắc xanh phủ kín bảng điện tử, VN Index áp sát mốc 1.770 điểm

Thị trường chứng khoán ngày 3/8: Sắc xanh phủ kín bảng điện tử, VN Index áp sát mốc 1.770 điểm

VN Index bật tăng hơn 27 điểm trong phiên đầu tiên của tháng 8 nhờ sự dẫn dắt của ngân hàng, công nghệ và nhóm vốn hóa lớn, qua đó áp sát mốc 1.770 điểm. Dù sắc xanh lan tỏa, thanh khoản lại chưa thật sự bùng nổ cho thấy dòng tiền vẫn thận trọng trước vùng kháng cự.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 4/8/2026: Tuổi Dần bứt phá sự nghiệp, tuổi Hợi nên cân nhắc trước khi đầu tư

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 4/8/2026: Tuổi Dần bứt phá sự nghiệp, tuổi Hợi nên cân nhắc trước khi đầu tư

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 4/8/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên và sức khỏe.
Kỳ họp không thường lệ thứ Nhất của Quốc hội khóa XVI: Quyết định nhiều nội dung quan trọng vì sự phát triển của đất nước

Kỳ họp không thường lệ thứ Nhất của Quốc hội khóa XVI: Quyết định nhiều nội dung quan trọng vì sự phát triển của đất nước

Kỳ họp không thường lệ thứ Nhất của Quốc hội khóa XVI chính thức khai mạc vào sáng nay (3/8) tại Nhà Quốc hội để xem xét, cho ý kiến, quyết định nhiều nội dung quan trọng, cấp bách, đáp ứng yêu cầu thực tiễn, vì sự phát triển nhanh, bền vững của đất nước.
Ngân hàng ACB nửa đầu năm 2026 đạt hơn 8.600 tỷ đồng lợi nhuận sau thuế, tỷ lệ nợ xấu thấp nhất ngành

Ngân hàng ACB nửa đầu năm 2026 đạt hơn 8.600 tỷ đồng lợi nhuận sau thuế, tỷ lệ nợ xấu thấp nhất ngành

6 tháng đầu năm 2026 khép lại, lợi nhuận sau thuế tại ngân hàng ACB đạt hơn 8.612 tỷ đồng. Quy mô tổng tài sản tiếp tục mở rộng, duy trì bộ đệm dự phòng vững chắc, tỷ lệ nợ xấu ngân hàng duy trì mức thấp.
Nhận định phiên giao dịch ngày 3/8: Ưu tiên nhóm cổ phiếu có động lực tăng trưởng riêng

Nhận định phiên giao dịch ngày 3/8: Ưu tiên nhóm cổ phiếu có động lực tăng trưởng riêng

Sau ba phiên tăng mạnh liên tiếp, thị trường chứng khoán đã xuất hiện nhịp điều chỉnh do áp lực chốt lời gia tăng. Dù vậy, các chuyên gia cho rằng xu hướng ngắn hạn vẫn chưa xấu đi và khuyến nghị nhà đầu tư duy trì tỷ trọng cổ phiếu ở mức trung bình, ưu tiên những nhóm ngành có động lực tăng trưởng từ chính sách hoặc triển vọng kinh doanh riêng.
[E-Magazine] Amkor Bắc Ninh và câu hỏi lớn hơn một nhà máy 1,6 tỷ USD

[E-Magazine] Amkor Bắc Ninh và câu hỏi lớn hơn một nhà máy 1,6 tỷ USD

Trong một nhà máy bán dẫn, một hạt bụi nhỏ hơn mắt thường có thể làm hỏng cả lô sản phẩm; một dao động nhẹ của nhiệt độ, độ ẩm hay tĩnh điện cũng đủ biến lợi nhuận thành phế phẩm. Vì thế, câu chuyện Amkor Bắc Ninh không chỉ nằm ở vốn đầu tư hay những dàn máy tự động. Điều đáng quan tâm là Việt Nam sẽ học được gì từ một nhà máy vận hành bằng dữ liệu và kỷ luật công nghệ nghiêm ngặt.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 3/8/2026: Tuổi Mão đón vận may tài lộc, tuổi Tý cần thận trọng trong giao tiếp

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 3/8/2026: Tuổi Mão đón vận may tài lộc, tuổi Tý cần thận trọng trong giao tiếp

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 3/8/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên và sức khỏe.
Hệ sinh thái năng lượng xe điện: chọn VinFast, Dat Bike hay chờ Honda

Hệ sinh thái năng lượng xe điện: chọn VinFast, Dat Bike hay chờ Honda

Làn sóng điện hóa phương tiện giao thông đô thị tại Việt Nam đang bước vào giai đoạn tăng tốc với sự góp mặt của các nền tảng kỹ thuật ngày càng tối ưu. Đáng chú ý nhất trong thời gian tới là sự xuất hiện của Honda với chiến lược mở rộng dải sản phẩm thuần điện nhắm vào phân khúc giá rẻ dưới 30 triệu đồng.
Tin tức ngân hàng nổi bật tuần qua: Sacombank cắt giảm hơn 3.700 nhân sự

Tin tức ngân hàng nổi bật tuần qua: Sacombank cắt giảm hơn 3.700 nhân sự

Tuần qua đã có nhiều ngân hàng đã có những động thái quan trọng nhằm mở rộng dịch vụ và thu hút khách hàng với hàng loạt diễn biến đáng chú ý liên quan đến hoạt động kinh doanh: Bà Phạm Thị Huyền Trang được bổ nhiệm làm Tổng Giám đốc Eximbank; MB duy trì hiệu quả vận hành hàng đầu, lợi nhuận 6 tháng tăng 27%; Sacombank cắt giảm hơn 3.700 nhân sự, đánh dấu đợt tái cơ cấu lớn nhất lịch sử...
song-gia-tri