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
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 19/9/2025: Tuổi Tý chi tiêu hợp lý, tuổi Mùi tình cảm may mắn

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 19/9/2025: Tuổi Tý chi tiêu hợp lý, tuổi Mùi tình cảm 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 19/9/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Thị trường chứng khoán ngày 18/9: Thị trường giằng co, bất động sản trở thành điểm sáng giữa áp lực bán

Thị trường chứng khoán ngày 18/9: Thị trường giằng co, bất động sản trở thành điểm sáng giữa áp lực bán

Phiên giao dịch chứng kiến sự giằng co rõ nét khi VN Index biến động với biên độ hơn 25 điểm trong ngày. Dù có lực cầu bắt đáy hỗ trợ cuối phiên, thanh khoản sụt giảm xuống mức thấp kỷ lục 02 tháng phản ánh tâm lý thận trọng của nhà đầu tư. Trong bối cảnh này, dòng tiền chọn lọc vẫn tìm đến một số nhóm ngành như bất động sản và thép, trong khi ngân hàng và chứng khoán chịu áp lực điều chỉnh.
Schneider Electric ra mắt 2 sản phẩm công nghệ UPS 3 pha Galaxy VXL và EasyPact MVS

Schneider Electric ra mắt 2 sản phẩm công nghệ UPS 3 pha Galaxy VXL và EasyPact MVS

Trong khuôn khổ Hội nghị Innovation Day 2025 diễn ra chiều 17/9, Schneider Electric chính thức ra mắt 2 sản phẩm mới: Galaxy VXL UPS - hệ thống bảo vệ nguồn điện và EasyPact MVS - giải pháp máy cắt không khí thế hệ mới. Hai sản phẩm tích hợp công nghệ mới, có nhiều tính năng vượt trội, tính ứng dụng cao.
Ngăn ngừa tình trạng ăn mòn "ẩn mình" của bộ biến tần

Ngăn ngừa tình trạng ăn mòn "ẩn mình" của bộ biến tần

Ăn mòn thường bị bỏ qua như một rủi ro gây hỏng hóc đối với các bộ truyền động công nghiệp. Các tiêu chuẩn ăn mòn truyền thống có thể chưa đủ khi áp dụng cho bộ truyền động. Ông Fausto Belotti, Giám đốc phân khúc toàn cầu ngành cao su và nhựa tại ABB Drive Products, mô tả một phương pháp thử nghiệm mới giúp dự đoán tuổi thọ của bộ truyền động trong môi trường khắc nghiệt.
Chính phủ giao Bộ GDĐT xây dựng đề án phát triển đại học tinh hoa

Chính phủ giao Bộ GDĐT xây dựng đề án phát triển đại học tinh hoa

Trong khuôn khổ Hội nghị toàn quốc quán triệt và triển khai thực hiện một số nghị quyết của Bộ Chính trị, Ủy viên Bộ Chính trị, Thủ tướng Chính phủ Phạm Minh Chính đã trình bày chuyên đề: “Nội dung trọng tâm, cốt lõi của Nghị quyết số 71-NQ/TW, ngày 22/8/2025 của Bộ Chính trị về đột phá phát triển giáo dục và đào tạo và Chương trình hành động thực hiện Nghị quyết số 71-NQ/TW”.
Tầm nhìn AI giúp doanh nghiệp định hình chiến lược bảo vệ an ninh mạng

Tầm nhìn AI giúp doanh nghiệp định hình chiến lược bảo vệ an ninh mạng

Trong không gian mạng hiện nay, dữ liệu là "tài nguyên", thuật toán là "quyền lực" và AI là "vũ khí mềm" mang sức mạnh định hình thực tại. Ước tính, AI có thể đóng góp tới hơn 12% GDP của Việt Nam vào năm 2030. Tuy nhiên, nếu không được bảo vệ đúng cách, chính các hệ thống AI có thể bị lợi dụng gây tổn hại nghiêm trọng về kinh tế, xã hội và an ninh quốc gia.
Việt Nam - EU mở rộng hợp tác khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số

Việt Nam - EU mở rộng hợp tác khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số

Khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số trở thành tâm điểm trong hợp tác Việt Nam - EU, với nhiều định hướng mới được thống nhất tại cuộc gặp giữa Bộ trưởng KH&CN Nguyễn Mạnh Hùng và Đại sứ EU Julien Guerrier.
Nhận định phiên giao dịch ngày 18/9: Áp lực điều chỉnh gia tăng, VN-Index đối mặt thử thách ngắn hạn

Nhận định phiên giao dịch ngày 18/9: Áp lực điều chỉnh gia tăng, VN-Index đối mặt thử thách ngắn hạn

Thị trường chứng khoán ngày 17/9 chứng kiến sự giằng co mạnh khi VN-Index nhiều lần rung lắc quanh tham chiếu, trước khi chịu áp lực bán dồn dập vào cuối phiên. Kết thúc phiên, chỉ số giảm 9,93 điểm, lùi về 1.670,97 điểm.
“Bảo mật bằng hoạt động” nhằm đối phó tấn công mạng OT

“Bảo mật bằng hoạt động” nhằm đối phó tấn công mạng OT

Một nghiên cứu toàn cầu mới do Forrester Consulting thực hiện thay mặt Schneider Electric cho thấy các tổ chức hạ tầng quan trọng đang đứng trước áp lực ngày càng lớn từ các mối đe dọa an ninh mạng trong lĩnh vực Công nghệ Vận hành (OT). Báo cáo chỉ ra rằng 91% tổ chức được khảo sát đã trải qua ít nhất một sự cố vi phạm hoặc lỗi OT trong vòng 18 tháng qua, bất chấp việc áp dụng nhiều biện pháp bảo mật. Các hậu quả được ghi nhận bao gồm gián đoạn dịch vụ (51%), mất doanh thu (49%) và ảnh hưởng tiêu cực đến danh tiếng (53%).
T&T Group đề xuất 3 nhóm kiến nghị nhằm nâng cao nội lực doanh nghiệp

T&T Group đề xuất 3 nhóm kiến nghị nhằm nâng cao nội lực doanh nghiệp

Trong khuôn khổ Phiên đối thoại cấp cao Diễn đàn Kinh tế tư nhân Việt Nam 2025 (VPFS 2025) vừa mới diễn ra, ông Đỗ Vinh Quang, Phó Chủ tịch HĐQT Tập đoàn T&T Group, Chủ tịch HĐQT Vietravel Airlines đã đề xuất nhiều nhóm kiến nghị quan trọng liên quan tới việc phát huy nội lực doanh nghiệp.
song-gia-tri