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
Bộ mã hóa quay siêu nhỏ Netzer VLP-13: Chuẩn mới cho cảm biến vị trí trong hệ thống chuyển động nhỏ gọn

Bộ mã hóa quay siêu nhỏ Netzer VLP-13: Chuẩn mới cho cảm biến vị trí trong hệ thống chuyển động nhỏ gọn

Electromate vừa công bố bổ sung Netzer Precision VLP-13, bộ mã hóa quay tuyệt đối siêu nhỏ, vào danh mục sản phẩm điều khiển chuyển động của mình. Đây được xem là bước tiến quan trọng trong bối cảnh nhu cầu thu nhỏ hệ thống cơ điện tử ngày càng tăng trong robot, hàng không vũ trụ, thiết bị y tế và tự động hóa công nghiệp.
Kết nối trí tuệ Việt Nam với thế giới: AI và dữ liệu quốc gia dẫn dắt hệ sinh thái startup

Kết nối trí tuệ Việt Nam với thế giới: AI và dữ liệu quốc gia dẫn dắt hệ sinh thái startup

Chiều 12/12, tại Hà Nội, Hội thảo quốc tế “Ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong xây dựng Cơ sở dữ liệu khởi nghiệp quốc gia” đã diễn ra trong khuôn khổ TECHFEST 2025. Sự kiện quy tụ lãnh đạo Bộ Khoa học và Công nghệ (KH&CN), các chuyên gia quốc tế, đại diện quỹ đầu tư, trường đại học, viện nghiên cứu cùng đông đảo cộng đồng startup Việt Nam.
Tiêu chí lựa chọn tổ chức được nhận chuyển giao công nghệ phục vụ dự án đường sắt

Tiêu chí lựa chọn tổ chức được nhận chuyển giao công nghệ phục vụ dự án đường sắt

Tiêu chí lựa chọn tổ chức, doanh nghiệp Việt Nam được giao nhiệm vụ hoặc được đặt hàng nhận chuyển giao công nghệ phục vụ dự án đường sắt vừa được quy định chi tiết tại Nghị định số 319/2025/NĐ-CP của Chính phủ.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 14/12/2025: Tuổi Dậu tiến triển khá rõ, tuổi Tuất xảy ra tranh cãi

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 14/12/2025: Tuổi Dậu tiến triển khá rõ, tuổi Tuất xảy ra tranh cãi

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 14/12/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Tin tức ngân hàng nổi bật tuần qua: VietinBank tăng ưu đãi huy động, hút dòng tiền tiết kiệm cuối năm

Tin tức ngân hàng nổi bật tuần qua: VietinBank tăng ưu đãi huy động, hút dòng tiền tiết kiệm cuối năm

Tuần qua, 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, hút dòng tiền tiết kiệm cuối năm như: Vietcombank điều chỉnh biểu phí giao dịch tiền mặt tại FPT Shop; HDBank chốt quyền cổ tức gần 30%; VietinBank tăng ưu đãi huy động...
Vai trò của năng lượng điện hạt nhân như một công nghệ phát thải thấp

Vai trò của năng lượng điện hạt nhân như một công nghệ phát thải thấp

Công nghệ phát thải thấp là loại công nghệ và phương pháp giúp giảm đáng kể lượng khí thải nhà kính và các chất thải ô nhiễm khác vào khí quyển so với hoạt động sản xuất năng lượng hoặc kinh tế truyền thống. Mục đích chính của loại công nghệ và phương pháp này là giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường và chống biến đổi khí hậu. Trong đó, năng lượng điện hạt nhân được xem là tối ưu cho mục tiêu phát thải thấp.
Realme nâng cấp dòng Narzo với màn hình 4.000 nit, pin 7.000mAh và camera 50MP

Realme nâng cấp dòng Narzo với màn hình 4.000 nit, pin 7.000mAh và camera 50MP

Hướng đến nhu cầu học tập và giải trí liên tục của giới trẻ, Realme sẽ giới thiệu Narzo 90 series vào ngày 16/12. Thiết bị nổi bật với thời lượng pin kéo dài, khả năng sạc nhanh 60W và màn hình độ sáng cao, đi kèm nhiều tính năng hỗ trợ trải nghiệm đa phương tiện.
TECHFEST 2025: Ra mắt mô hình SOAR, thúc đẩy đo lường tác động xã hội theo chuẩn mới

TECHFEST 2025: Ra mắt mô hình SOAR, thúc đẩy đo lường tác động xã hội theo chuẩn mới

Hội thảo “Đổi mới sáng tạo mở xã hội” trong TECHFEST 2025 đặt trọng tâm vào huy động tri thức, dữ liệu và nguồn lực từ cộng đồng để đồng kiến tạo giải pháp phát triển bền vững. Từ góc nhìn quản lý, chuyên gia đến quốc tế, mô hình đổi mới sáng tạo mở được đánh giá là hướng đi quan trọng giúp hệ sinh thái Việt Nam phát triển theo tinh thần bao trùm, kết nối và bền vững.
Định danh và bảo vệ tài sản vô hình - Nền tảng phát triển kinh tế sáng tạo Việt Nam

Định danh và bảo vệ tài sản vô hình - Nền tảng phát triển kinh tế sáng tạo Việt Nam

Trong kỷ nguyên số, tài sản vô hình từ dữ liệu, phần mềm, bài giảng số cho đến mô hình kinh doanh đã trở thành “vốn nền tảng” của doanh nghiệp và cơ sở giáo dục. Tuy nhiên, theo đánh giá của các chuyên gia, phần lớn tài sản vô hình tại Việt Nam chưa được định danh đúng chuẩn, thiếu cơ sở pháp lý rõ ràng để bảo vệ và khai thác; chưa có chuẩn quốc gia về quản trị, trong khi cơ chế cấp phép còn rời rạc.
Đổi mới sáng tạo mở: Nhịp cầu hợp tác mới giữa startup Việt Nam và doanh nghiệp Nhật Bản

Đổi mới sáng tạo mở: Nhịp cầu hợp tác mới giữa startup Việt Nam và doanh nghiệp Nhật Bản

Trong bối cảnh Việt Nam - Nhật Bản tăng cường hợp tác chiến lược, đổi mới sáng tạo mở đang trở thành cầu nối giúp doanh nghiệp hai nước kết nối bài toán thực tế với giải pháp công nghệ từ startup, tạo động lực cho những mô hình hợp tác mới.
song-gia-tri