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)

nam-moi
Tin bài khác
Tăng cường phục hồi dữ liệu trước thời tiết cực đoan

Tăng cường phục hồi dữ liệu trước thời tiết cực đoan

Thời tiết cực đoan không còn là rủi ro hiếm gặp mà đã trở thành biến số thường trực trong chiến lược vận hành doanh nghiệp. Từ bão tuyết, lũ lụt đến mất điện diện rộng, các sự kiện khí hậu ngày càng bộc lộ điểm yếu của hạ tầng CNTT hiện đại. Trong môi trường sản xuất nơi dữ liệu vận hành, SCADA, ERP và hệ thống điều khiển phụ thuộc mạnh vào đám mây khả năng sao lưu và phục hồi không thể chỉ dừng ở “cam kết SLA 99,999%”.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 15/2/2026: Tuổi Tý nảy sinh tranh cãi, tuổi Dần tin vui về công việc

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 15/2/2026: Tuổi Tý nảy sinh tranh cãi, tuổi Dần tin vui về công việc

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 15/2/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Trường Đại học Điện lực: Điểm tựa tri thức trong chuyển dịch năng lượng

Trường Đại học Điện lực: Điểm tựa tri thức trong chuyển dịch năng lượng

Trước thềm Xuân mới Bính Ngọ 2026, PGS.TS. Đinh Văn Châu, Hiệu trưởng Trường Đại học Điện lực chia sẻ với Tạp chí Tự động hóa Ngày nay về sứ mệnh đại học trong thời cuộc mới, từ di sản hơn một thế kỷ đến khát vọng kiến tạo tương lai bền vững.
Hội chợ Mùa Xuân 2026 khẳng định niềm tự hào chất lượng Việt, tầm vóc Việt

Hội chợ Mùa Xuân 2026 khẳng định niềm tự hào chất lượng Việt, tầm vóc Việt

Tối 13/2, tại Trung tâm Hội chợ Triển lãm Quốc gia (VEC), Hội chợ Mùa Xuân lần thứ nhất năm 2026 đã chính thức khép lại sau 12 ngày mở cửa. Hội chợ đã thu hút hơn 500 ngàn lượt khách trong và ngoài nước, tổng doanh thu trên 300 tỷ đồng.
Khoảng trống trung gian trong thiết kế SIS: Bài toán bộ giải logic đang dần có lời giải

Khoảng trống trung gian trong thiết kế SIS: Bài toán bộ giải logic đang dần có lời giải

Trong mọi Hệ thống Thiết bị An toàn (Safety Instrumented System - SIS), bộ giải logic đóng vai trò trung tâm, chịu trách nhiệm đánh giá tín hiệu quá trình, thực thi logic bỏ phiếu và kích hoạt các hành động nhằm giảm thiểu rủi ro. Thế nhưng, suốt nhiều năm qua, việc lựa chọn bộ giải logic trong thiết kế SIS thường buộc các kỹ sư phải đứng trước hai lựa chọn cực đoan: sử dụng PLC an toàn đầy đủ tính năng hoặc các bộ giải logic vòng lặp đơn với chức năng giới hạn. Khoảng trống giữa hai phương án này đang trở thành một vấn đề ngày càng rõ nét trong thực tiễn công nghiệp hiện đại.
Oppo K14x ra mắt tại Ấn Độ: Vẫn dùng Dimensity 6300, pin 6.500mAh, giá từ 4,28 triệu đồng

Oppo K14x ra mắt tại Ấn Độ: Vẫn dùng Dimensity 6300, pin 6.500mAh, giá từ 4,28 triệu đồng

Oppo vừa giới thiệu mẫu smartphone dòng K mới tại thị trường Ấn Độ mang tên Oppo K14x. Dù kế nhiệm K13x ra mắt năm ngoái, thiết bị vẫn sử dụng lại vi xử lý Dimensity 6300, đồng thời được nâng cấp về pin, màn hình và một số tính năng đáng chú ý trong phân khúc phổ thông.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 14/2/2026: Tuổi Ngọ áp lực tiền bạc, tuổi Thân một ngày thuận lợi

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 14/2/2026: Tuổi Ngọ áp lực tiền bạc, tuổi Thân một ngày 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 14/2/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
AI lan rộng trong doanh nghiệp, quản trị dữ liệu trở thành yêu cầu cấp thiết

AI lan rộng trong doanh nghiệp, quản trị dữ liệu trở thành yêu cầu cấp thiết

Việc ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) trong doanh nghiệp đang gia tăng nhanh chóng, từ phát triển phần mềm, vận hành cho tới các công việc tri thức. Tuy nhiên, một nghiên cứu mới cho thấy đằng sau làn sóng áp dụng này đang xuất hiện những rủi ro dữ liệu mới mà các mô hình quản trị và bảo mật truyền thống chưa theo kịp.
Thị trường chứng khoán ngày 13/2: VN Index bật mạnh cuối phiên, chạm kháng cự MA20 trước thềm năm Ất Tỵ

Thị trường chứng khoán ngày 13/2: VN Index bật mạnh cuối phiên, chạm kháng cự MA20 trước thềm năm Ất Tỵ

Sau nhịp rung lắc đầu phiên vì nhóm Vin, thị trường bất ngờ tăng tốc về cuối ngày, VN Index đóng cửa cao nhất phiên và chạm vùng kháng cự MA20. Trong đó, họ Gelex và dầu khí trở thành tâm điểm của thị trường.
Nhiều nghệ sĩ nổi tiếng góp mặt tại Lễ bế mạc Hội chợ Mùa Xuân 2026

Nhiều nghệ sĩ nổi tiếng góp mặt tại Lễ bế mạc Hội chợ Mùa Xuân 2026

Thông tin từ Ban Tổ chức cho biết, Lễ bế mạc Hội chợ Mùa Xuân 2026 diễn ra vào 20h tối nay, ngày 13/2, là điểm đến giao lưu nghệ thuật dành cho người dân, du khách. Lễ Bế mạc quy tụ nhiều ca sĩ nổi tiếng cùng dàn Táo quân đình đám, như nghệ sỹ Tự Long, Quang Thắng, Vân Dung, Hòa Minzy, Double2T, ST Sơn Thạch,...
song-gia-tri