bau-cu-dai-bieu
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-thong-bao
Tin bài khác
Thị trường chứng khoán ngày 03/3: Đà giảm mạnh chưa dừng lại, nhóm dầu khí tiếp tục thăng hoa

Thị trường chứng khoán ngày 03/3: Đà giảm mạnh chưa dừng lại, nhóm dầu khí tiếp tục thăng hoa

Thị trường tiếp tục điều chỉnh mạnh khi VN Index mất thêm gần 33 điểm, VN30 cũng lùi về sát đường MA100. Tuy nhiên, nhóm dầu khí, phân bón và vận tải biển vẫn duy trì đà tăng tích cực trong bối cảnh các biến động địa chính trị tại Trung Đông chưa có dấu hiệu hạ nhiệt.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 4/3/2026: Tuổi Mùi cả hung lẫn cát, tuổi Thân công việc may mắn

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 4/3/2026: Tuổi Mùi cả hung lẫn cát, tuổi Thân công việc may mắn

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 4/3/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Nghị quyết 57-NQ/TW của Bộ Chính trị có 3 ý nghĩa lớn đối với lĩnh vực tự động hóa

Nghị quyết 57-NQ/TW của Bộ Chính trị có 3 ý nghĩa lớn đối với lĩnh vực tự động hóa

Nghị quyết 57-NQ/TW của Bộ Chính trị được ban hành ngày 22/12/2024 mang lại nhiều ý nghĩa trong lĩnh vực khoa học, công nghệ, trong đó có công nghệ tự động hóa. Nhân dịp năm mới Bính Ngọ 2026, PGS. TS Lê Hoài Quốc - Phó Chủ tịch Hội Tự động hóa Việt Nam (VAA), Chủ tịch Hội Tự động hóa TP Hồ Chí Minh (HAuA) đã có chia sẻ về những tác động cũng như việc nắm bắt cơ hội nhằm đẩy mạnh ứng dụng tự động hóa trong sản xuất sau khi sáp nhập tỉnh Bình Dương và Bà Rịa - Vũng Tàu (cũ) với TP. Hồ Chí Minh.
GS.VS. Châu Văn Minh được giới thiệu ứng cử đại biểu Quốc hội khóa XVI tại tỉnh Phú Thọ

GS.VS. Châu Văn Minh được giới thiệu ứng cử đại biểu Quốc hội khóa XVI tại tỉnh Phú Thọ

GS.VS. Châu Văn Minh - nguyên Ủy viên Trung ương Đảng, Bí thư Đảng ủy Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam được Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam giới thiệu ứng cử đại biểu Quốc hội khóa XVI, đơn vị bầu cử số 1 tại tỉnh Phú Thọ.
Nhận định phiên giao dịch ngày 3/3: Hạn chế việc hoảng loạn bán tháo

Nhận định phiên giao dịch ngày 3/3: Hạn chế việc hoảng loạn bán tháo

Sau phiên lao dốc mạnh ngày 2/3, thị trường chứng khoán được dự báo tiếp tục đối mặt với áp lực rung lắc trong ngắn hạn, song giới phân tích khuyến nghị nhà đầu tư hạn chế bán tháo khi chỉ số lùi về vùng hỗ trợ quan trọng.
Trí tuệ nhân tạo đang tái định nghĩa ngành sản xuất

Trí tuệ nhân tạo đang tái định nghĩa ngành sản xuất

Trong kỷ nguyên công nghiệp số, Trí tuệ nhân tạo (AI) không còn là công nghệ thử nghiệm mà đã trở thành động lực cốt lõi của chuyển đổi sản xuất. Bằng việc tích hợp các hệ thống thông minh vào dây chuyền và chuỗi cung ứng, doanh nghiệp đang xây dựng những mô hình vận hành hiệu quả hơn, linh hoạt hơn và bền vững hơn. Khác với tự động hóa truyền thống, AI có khả năng học hỏi từ dữ liệu, thích ứng với biến động và dự đoán kết quả, đặt nền móng cho một nền sản xuất thông minh thực thụ.
Thế giới chào đón điện thoại robot đầu tiên

Thế giới chào đón điện thoại robot đầu tiên

Theo Fast Technology (28/2), Honor sẽ giới thiệu một sản phẩm mang tính đột phá tại MWC 2026: chiếc điện thoại robot đầu tiên trên thế giới mang tên Robot Phone. Đáng chú ý, đây không phải là một mẫu concept chỉ tồn tại trên bản trình chiếu, mà là sản phẩm hoàn chỉnh đã sẵn sàng cho sản xuất hàng loạt và có thể ra mắt thị trường sớm nhất vào tháng 8 năm nay.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 3/3/2026: Tuổi Dần đào hoa nở rộ, tuổi Mùi vướng phải khó khăn

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 3/3/2026: Tuổi Dần đào hoa nở rộ, tuổi Mùi vướng phải khó khăn

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 3/3/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Bước ngoặt đột phá toàn diện ngành giáo dục trong nước khi hiện thực hóa Nghị quyết 71

Bước ngoặt đột phá toàn diện ngành giáo dục trong nước khi hiện thực hóa Nghị quyết 71

Nghị quyết 71-NQ/TW hướng tới đổi mới giáo dục toàn diện, là bước đột phá trong ngành giáo dục. Khi đi vào thực tiễn, vai trò của các Sở GDĐT, đơn vị đào tạo, lãnh đạo trường được thể hiện rõ nét và phát huy hiệu quả,…
Thị trường chứng khoán ngày 2/3: VN Index giảm hơn 34 điểm do căng thẳng Trung Đông, thanh khoản vọt lên gần 47,3 nghìn tỷ

Thị trường chứng khoán ngày 2/3: VN Index giảm hơn 34 điểm do căng thẳng Trung Đông, thanh khoản vọt lên gần 47,3 nghìn tỷ

Phiên giao dịch đầu tuần chứng kiến áp lực bán mạnh khi thị trường chịu tác động từ căng thẳng leo thang tại Trung Đông. VN Index giảm hơn 34 điểm, dù dòng tiền vẫn sôi động và tập trung vào nhóm dầu khí, hóa chất và vận tải biển.
song-gia-tri