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)

vaa
Tin bài khác
Nhận định phiên giao dịch ngày 8/1: VN-Index vượt kháng cự then chốt, kỳ vọng nhịp tăng mới

Nhận định phiên giao dịch ngày 8/1: VN-Index vượt kháng cự then chốt, kỳ vọng nhịp tăng mới

VN-Index có phiên bứt phá mạnh khi tăng hơn 45 điểm, chính thức vượt vùng kháng cự then chốt 1.800 điểm cùng sự cải thiện rõ rệt của thanh khoản. Diễn biến này cho thấy xu hướng tăng ngắn hạn đang được củng cố, mở ra kỳ vọng về một nhịp tăng mới của thị trường.
Rittal ra mắt hệ thống dẫn dây khí nén, rút ngắn tới 90% thời gian đấu dây bảng điều khiển

Rittal ra mắt hệ thống dẫn dây khí nén, rút ngắn tới 90% thời gian đấu dây bảng điều khiển

Rittal Automation Systems vừa giới thiệu một giải pháp mới nhằm đẩy nhanh quá trình sản xuất tủ điện và thiết bị đóng cắt: hệ thống xử lý và dẫn dây bằng khí nén, cho phép cấp các dây dẫn đã được lắp ráp sẵn đến các trạm làm việc một cách tự động, chính xác và đúng thời điểm. Theo nhà sản xuất, công nghệ này có thể giúp giảm tới 90% thời gian đấu dây bảng điều khiển, vốn là một trong những công đoạn tốn nhiều công sức và dễ phát sinh sai sót nhất.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 8/1/2026: Tuổi Sửu cải thiện tài lộc, tuổi Ngọ tiểu nhân gây hại

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 8/1/2026: Tuổi Sửu cải thiện tài lộc, tuổi Ngọ tiểu nhân gây hại

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 8/1/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Thị trường chứng khoán ngày 7/1: VIC – VHM và nhóm dầu khí, ngân hàng kéo VN-Index lập đỉnh mới

Thị trường chứng khoán ngày 7/1: VIC – VHM và nhóm dầu khí, ngân hàng kéo VN-Index lập đỉnh mới

Phiên giao dịch ngày 7/1 ghi nhận sự bứt phá mạnh của thị trường chứng khoán khi dòng tiền lan tỏa rộng khắp, đặc biệt tại các nhóm cổ phiếu trụ cột như ngân hàng, dầu khí và Vingroup. Với lực kéo quyết định từ bộ đôi VIC – VHM, VN-Index tăng hơn 45 điểm, qua đó thiết lập mức đỉnh lịch sử mới.
Cuộc đua lượng tử toàn cầu: Khi qubit trở thành tài nguyên chiến lược

Cuộc đua lượng tử toàn cầu: Khi qubit trở thành tài nguyên chiến lược

Với hàng chục tỷ USD đầu tư từ các tập đoàn công nghệ và chính phủ, máy tính lượng tử đang chuyển mình từ nghiên cứu nền tảng sang các hệ thống có khả năng vận hành thực tế. Từ Google, IBM, Microsoft đến các startup và liên minh quốc gia, cuộc đua công nghệ lượng tử đang định hình một kỷ nguyên tính toán mới, nơi qubit được xem là tài nguyên chiến lược của tương lai.
Dấu son lịch sử của quyền làm chủ nhân dân

Dấu son lịch sử của quyền làm chủ nhân dân

Sáng 6/1, tại Hội trường Diên Hồng - Nhà Quốc hội, Lễ kỷ niệm cấp quốc gia 80 năm Ngày Tổng tuyển cử đầu tiên bầu Quốc hội Việt Nam (6/1/1946 - 6/1/2026) đã được long trọng tổ chức. Buổi lễ do Ban Chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam, Quốc hội, Chủ tịch nước, Chính phủ nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam và Ủy ban Trung ương Mặt trận Tổ quốc Việt Nam phối hợp tổ chức.
Phát biểu của Tổng Bí thư Tô Lâm tại Lễ kỷ niệm 80 năm Ngày Tổng tuyển cử đầu tiên bầu Quốc hội Việt Nam

Phát biểu của Tổng Bí thư Tô Lâm tại Lễ kỷ niệm 80 năm Ngày Tổng tuyển cử đầu tiên bầu Quốc hội Việt Nam

Sáng ngày 6/1, Lễ kỷ niệm 80 năm Ngày Tổng tuyển cử đầu tiên bầu Quốc hội Việt Nam (6/1/1946 - 6/1/2026) được tổ chức trọng thể tại Hội trường Diên Hồng, Nhà Quốc hội. Tổng Bí thư Tô Lâm dự và có bài phát biểu chỉ đạo tại buổi lễ. Tạp chí Tự động hóa Ngày nay trân trọng giới thiệu toàn văn phát biểu của Tổng Bí thư Tô Lâm.
Nhận định phiên giao dịch ngày  7/1: Cân nhắc chốt lời khi VN-Index áp sát vùng 1.830 điểm

Nhận định phiên giao dịch ngày 7/1: Cân nhắc chốt lời khi VN-Index áp sát vùng 1.830 điểm

Phiên giao dịch ngày 6/1 khép lại với diễn biến tích cực khi VN-Index bứt phá mạnh và tiến sát vùng 1.830 điểm, nhờ sự dẫn dắt của nhóm cổ phiếu vốn hóa lớn và dòng tiền cải thiện rõ nét. Tuy nhiên, khi chỉ số đã tăng liên tiếp nhiều phiên và tiệm cận vùng kháng cự mạnh, nhà đầu tư được khuyến nghị cân nhắc chốt lời từng phần, đồng thời duy trì sự thận trọng trong các quyết định giao dịch ngắn hạn.
Mở rộng ứng dụng AI hỗ trợ kỹ thuật, tăng tốc sửa chữa và giảm thời gian ngừng thiết bị

Mở rộng ứng dụng AI hỗ trợ kỹ thuật, tăng tốc sửa chữa và giảm thời gian ngừng thiết bị

United Rentals, Inc. - một trong những tập đoàn cho thuê thiết bị lớn nhất thế giới - vừa thông báo mở rộng triển khai Manual Assist AI trên toàn doanh nghiệp. Đây là ứng dụng dựa trên nền tảng web, cung cấp khả năng chẩn đoán bằng trí tuệ nhân tạo (AI) và truy cập theo yêu cầu vào hàng nghìn tài liệu hướng dẫn của các nhà sản xuất thiết bị, nhằm hỗ trợ trực tiếp cho các đội ngũ dịch vụ kỹ thuật.
VIET INDUSTRY 2026: Kết nối hạ tầng, kiến tạo hệ sinh thái công nghiệp hiện đại

VIET INDUSTRY 2026: Kết nối hạ tầng, kiến tạo hệ sinh thái công nghiệp hiện đại

Viet Industry 2026 dự kiến diễn ra từ ngày 16-18/9/2026 tại Trung tâm Triển lãm Việt Nam (VEC). Triển lãm quy tụ 500 gian hàng từ hơn 20 quốc gia, dự kiến đón 15.000 khách tham quan chuyên ngành.
song-gia-tri