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
Chia sẻ ‘rút ruột gan’ của Ban Tư vấn trong Ngày hội tư vấn tuyển sinh - hướng nghiệp 2026

Chia sẻ ‘rút ruột gan’ của Ban Tư vấn trong Ngày hội tư vấn tuyển sinh - hướng nghiệp 2026

Ban Tư vấn của Ngày hội tư vấn tuyển sinh - hướng nghiệp 2026 là những giảng viên, nhà lãnh đạo cao cấp tại các bộ, ngành, các trường đại học tên tuổi đã chia sẻ với học sinh, giải đáp những thắc mắc của phụ huynh bằng những lời thiết thực “rút ruột gan”, với mong muốn mỗi nguyện vọng của học sinh đưa ra đều có giá trị, có đam mê đúng và định hướng đúng.
Hàng nghìn học sinh háo hức được giải đáp thắc mắc, định hướng nghề nghiệp

Hàng nghìn học sinh háo hức được giải đáp thắc mắc, định hướng nghề nghiệp

Ngày 8/3, Báo Tuổi Trẻ và Vụ Giáo dục đại học (Bộ Giáo dục và Đào tạo) tổ chức Ngày hội Tư vấn tuyển sinh - hướng nghiệp với khoảng 600 gian hàng tư vấn ở phía Nam và phía Bắc. Tại khuôn viên Đại học Bách khoa Hà Nội có khoảng hơn 320 gian tư vấn đến từ các trường đại học trên địa bàn Hà Nội.
Nhận định phiên giao dịch ngày 9/3: Hạ tỷ trọng những cổ phiếu đã vi phạm ngưỡng an toàn

Nhận định phiên giao dịch ngày 9/3: Hạ tỷ trọng những cổ phiếu đã vi phạm ngưỡng an toàn

Sau tuần giảm mạnh với áp lực bán gia tăng, nhiều tín hiệu kỹ thuật cho thấy rủi ro điều chỉnh của thị trường chứng khoán vẫn ở mức cao. Các chuyên gia khuyến nghị nhà đầu tư thận trọng với vị thế mua mới, đồng thời chủ động hạ tỷ trọng đối với những cổ phiếu đã vi phạm ngưỡng an toàn trong danh mục
[E-Magazine] Tự động hóa trong lưới lửa chiến tranh

[E-Magazine] Tự động hóa trong lưới lửa chiến tranh

Như một đường chỉ mảnh nối liền khoa học viễn tưởng với thực tại chế tạo, công nghệ in 3D đã đi từ những thí nghiệm lặng thầm trong phòng tối thập niên 1980 đến vị thế của một hạ tầng sản xuất chiến lược toàn cầu. Câu chuyện của nó không chỉ là lịch sử của kỹ thuật, mà còn là lịch sử của khát vọng nhân loại, khát vọng tạo hình thế giới theo từng lớp vật chất, từng lớp trí tuệ.
Kích cầu tiêu dùng, các nhà bán lẻ giảm sốc siêu phẩm Samsung Galaxy S26 Ultra

Kích cầu tiêu dùng, các nhà bán lẻ giảm sốc siêu phẩm Samsung Galaxy S26 Ultra

Samsung Galaxy S26 Ultra đã chính thức mở bán được 3 ngày tại Việt Nam. Lượng mua tương đối lớn, do nhiều nhà bán lẻ chạy các chương trình khuyến mại, giảm giá, off sale nhân dịp 8/3. Tổng hợp các chương trình khuyến mại, người tiêu dùng có thể hưởng lợi đến 14 triệu đồng cho sản phẩm Samsung Galaxy S26 Ultra phiên bản 512GB.
Thị trường quà tặng 8/3: Quà sức khỏe, sản phẩm công nghệ lên ngôi

Thị trường quà tặng 8/3: Quà sức khỏe, sản phẩm công nghệ lên ngôi

Dịp lễ 8/3 năm nay, thị trường vàng bạc, thời trang ảm đạm; nhưng sức mua của những món quà tặng dành cho sức khỏe, tinh thần, qùa tặng công nghệ sử dụng hàng ngày lại tăng cao.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 9/3/2026: Tuổi Mùi quý nhân soi đường, tuổi Dậu đối diện với nhiều áp lực

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 9/3/2026: Tuổi Mùi quý nhân soi đường, tuổi Dậu đối diện với nhiều áp lực

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 9/3/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Khi nỗi lo "không bán được tranh" trở thành rào cản sáng tạo của họa sĩ trẻ

Khi nỗi lo "không bán được tranh" trở thành rào cản sáng tạo của họa sĩ trẻ

Trong bối cảnh phải cân bằng giữa khát vọng khẳng định bản sắc nghệ thuật và áp lực mưu sinh, nhiều họa sĩ trẻ hiện nay gặp không ít khó khăn trong sáng tác. Trao đổi với phóng viên, họa sĩ Nguyễn Tuấn Dũng - người gắn bó lâu năm với đời sống mỹ thuật đã chia sẻ về những rào cản khiến không ít nghệ sĩ trẻ còn e ngại trước các thử nghiệm sáng tạo mới.
Sunshine Group bước vào chu kỳ tăng tốc mới

Sunshine Group bước vào chu kỳ tăng tốc mới

Sunshine Group bước sang năm 2026 với nền tảng tài chính được củng cố sau tái cấu trúc, danh mục dự án hàng hiệu mở rộng tại Hà Nội và TP.HCM, cùng chiến lược phát triển hướng tới chuẩn sống cao cấp và tích hợp công nghệ.
TS. Vũ Thị Tần: Phụ nữ có lợi thế nhìn khoa học từ những điều rất đời thường

TS. Vũ Thị Tần: Phụ nữ có lợi thế nhìn khoa học từ những điều rất đời thường

Từ những năm tháng học tập tại Nga, Tây Ban Nha đến quyết định trở về Việt Nam nghiên cứu, giảng dạy và khởi nghiệp, TS. Vũ Thị Tần đã lựa chọn con đường khoa học gắn với các vấn đề rất gần gũi trong đời sống. Nhân ngày 8/3, nữ nhà khoa học chia sẻ về hành trình theo đuổi hóa học vật liệu, những áp lực của phụ nữ làm khoa học và cách biến tri thức thành các sản phẩm thân thiện môi trường, phục vụ cộng đồng.
song-gia-tri