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
Tin bài khác
IEAE 2025: Kết nối, đổi mới và hướng tới nền công nghiệp điện tử xanh, thông minh

IEAE 2025: Kết nối, đổi mới và hướng tới nền công nghiệp điện tử xanh, thông minh

Triển lãm quốc tế Điện tử và Thiết bị thông minh Việt Nam (IEAE) 2025 chính thức khai mạc sáng 30/10 tại Hà Nội, đánh dấu sự kiện thường niên quan trọng nhằm thúc đẩy giao lưu, hợp tác và đổi mới sáng tạo trong lĩnh vực điện tử tiêu dùng, thiết bị gia dụng và công nghệ thông minh.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 31/10/2025: Tuổi Mão cẩn thận hao tài, Tuổi Thìn sự nghiệp tốt đẹp

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 31/10/2025: Tuổi Mão cẩn thận hao tài, Tuổi Thìn sự nghiệp tốt đẹp

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 31/10/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Vinamilk: Tổng doanh thu hợp nhất quý 3 tiến sát cột mốc 17 nghìn tỷ đồng

Vinamilk: Tổng doanh thu hợp nhất quý 3 tiến sát cột mốc 17 nghìn tỷ đồng

Tổng doanh thu hợp nhất quý 3 của Vinamilk đạt 16.968 tỷ đồng, tăng 9,1% so với cùng kỳ. Theo đó, tổng doanh thu hợp nhất lũy kế 9 tháng đạt 46.678 tỷ đồng, tăng 0,7% so với cùng kỳ. Cả hoạt động kinh doanh trong nước và nước ngoài của doanh nghiệp sữa hàng đầu Việt Nam đều tăng trưởng so với quý trước.
Thị trường chứng khoán ngày 30/10: Thận trọng trước ngưỡng 1.700 điểm, VN Index quay đầu giảm mạnh

Thị trường chứng khoán ngày 30/10: Thận trọng trước ngưỡng 1.700 điểm, VN Index quay đầu giảm mạnh

Nỗ lực vượt cản 1.700 điểm đầu phiên nhưng bất thành, VN Index quay đầu giảm mạnh gần 17 điểm trong phiên 30/10. Lực bán gia tăng trên diện rộng, đặc biệt tại nhóm ngân hàng và cổ phiếu họ Vin, khiến thị trường nhanh chóng “hụt hơi” sau nhịp hồi ngắn.
Tự động trong sản xuất năm 2026: Khi dữ liệu trở thành ‘kỹ sư’ vận hành nhà máy

Tự động trong sản xuất năm 2026: Khi dữ liệu trở thành ‘kỹ sư’ vận hành nhà máy

Trong kỷ nguyên sản xuất hiện đại, máy móc, robot và dây chuyền tự động hóa không còn là trung tâm duy nhất của nhà máy. Bước sang năm 2026, dữ liệu mới là “nền móng” vận hành sản xuất một yếu tố sống động, có khả năng tự phân tích, tự điều chỉnh và hỗ trợ ra quyết định theo thời gian thực. Sự thay đổi này đến từ sự bùng nổ của Agentic AI, thế hệ trí tuệ nhân tạo có khả năng tự quan sát, học hỏi và hành động mà không cần can thiệp thủ công liên tục của con người.
Hội chợ Mùa Thu 2025: Sức bật tiêu dùng, lan tỏa tinh thần hàng Việt

Hội chợ Mùa Thu 2025: Sức bật tiêu dùng, lan tỏa tinh thần hàng Việt

Hội chợ Mùa Thu 2025 không chỉ là điểm hẹn giữa doanh nghiệp và người tiêu dùng, mà còn là cú hích quan trọng thúc đẩy sức mua nội địa, khôi phục thị trường sau giai đoạn trầm lắng. Với quy mô hơn 3.000 gian hàng, sự kiện đang góp phần làm nóng “mùa vàng” tiêu dùng những tháng cuối năm

'Biến rơm rạ thành vàng': Nông dân Cần Thơ tiên phong ứng dụng công nghệ xử lý rơm bền vững

Trong nỗ lực hiện thực hóa Đề án 1 triệu ha lúa chất lượng cao, phát thải thấp và tăng trưởng xanh đến năm 2030 của Chính phủ, TP. Cần Thơ, Viện Nghiên cứu Lúa gạo Quốc tế (IRRI) tổ chức "Ngày hội nông dân trình diễn cơ giới hóa vùi rơm kết hợp áp dụng chế phẩm sinh học tăng sức khỏe đất". Sự kiện mang dấu ấn công nghệ và đổi mới tư duy sản xuất nông nghiệp bền vững.
“Máy tính sống” không còn là chuyện viễn tưởng

“Máy tính sống” không còn là chuyện viễn tưởng

Hai năm sau tiếng vang với thí nghiệm đầu tiên về máy tính sinh học, Công ty FinalSpark của Thụy Sĩ tiếp tục tạo dấu ấn khi chính thức mở rộng dự án ra toàn cầu.
BSR kiểm toán an toàn thông tin theo chuẩn quốc tế

BSR kiểm toán an toàn thông tin theo chuẩn quốc tế

Ngày 27/10/2025, Công ty Cổ phần Lọc hóa dầu Bình Sơn (BSR) chính thức khởi động dự án kiểm toán an toàn và bảo mật hệ thống công nghệ thông tin, với sự đồng hành của Công ty Kiểm toán Deloitte Việt Nam. Đây là dự án kiểm toán an ninh mạng toàn diện đầu tiên trong ngành lọc hóa dầu Việt Nam, thể hiện định hướng chiến lược của BSR trong việc nâng cao quản trị rủi ro công nghệ và tiệm cận các chuẩn mực an toàn thông tin quốc tế.
Nhận định phiên giao dịch ngày 30/10: VN-Index tiếp diễn trạng thái giằng co

Nhận định phiên giao dịch ngày 30/10: VN-Index tiếp diễn trạng thái giằng co

Sau hai phiên hồi phục liên tiếp, thị trường chứng khoán bước vào giai đoạn giằng co khi VN-Index tiến gần vùng kháng cự mạnh. Dù sắc xanh vẫn lan tỏa, dòng tiền có dấu hiệu thận trọng và khối ngoại quay lại bán ròng, khiến chỉ số nhiều khả năng tiếp tục dao động trong biên độ hẹp trong phiên 30/10.
song-gia-tri