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
Sinh viên HUST và các trường đại học hành động phòng chống bạo lực trên không gian số

Sinh viên HUST và các trường đại học hành động phòng chống bạo lực trên không gian số

Hơn 1.000 sinh viên Đại học Bách khoa Hà Nội (HUST) và sinh viên các trường đại học trên địa bàn TP. Hà Nội vừa tham gia chương trình tọa đàm “Đối thoại: Tăng cường tiếng nói thanh niên về phòng ngừa và ứng phó bạo lực trên cơ sở giới sử dụng công nghệ”.
Thị trường chứng khoán ngày 15/12: Dòng tiền thận trọng, VN Index “hụt hơi”

Thị trường chứng khoán ngày 15/12: Dòng tiền thận trọng, VN Index “hụt hơi”

Dù có lúc bứt phá hơn 18 điểm trong phiên sáng, VN Index lại “hụt hơi” vào buổi chiều và đóng cửa quanh tham chiếu với mẫu nến Doji lưỡng lự. Thanh khoản rơi xuống dưới 19 nghìn tỷ đồng, dòng tiền thận trọng, chỉ còn một vài nhóm như dầu khí, chứng khoán và midcaps le lói tín hiệu hồi phục.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 16/12/2025: Tuổi Thìn khá lộc lá, tuổi Tỵ nên cẩn thận

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 16/12/2025: Tuổi Thìn khá lộc lá, tuổi Tỵ nên cẩn thận

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 16/12/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Robot di động MobEd: Nền tảng thích ứng địa hình mở đường cho thế hệ robot công nghiệp mới

Robot di động MobEd: Nền tảng thích ứng địa hình mở đường cho thế hệ robot công nghiệp mới

Tập đoàn Hyundai Motor (Hàn Quốc) vừa công bố nền tảng robot di động sản xuất hàng loạt đầu tiên của mình mang tên MobEd, viết tắt của “Mobile Eccentric Droid”. Đây được xem là bước tiến chiến lược trong tham vọng mở rộng sang lĩnh vực robot của Hyundai, với điểm nhấn là khả năng tự ổn định trên bề mặt không bằng phẳng nhờ cơ chế lệch tâm và hệ thống điều khiển tư thế tiên tiến.
Quy tụ mọi nguồn lực, nâng cao nhận thức của người nông dân nhằm thúc đẩy phát triển nông nghiệp xanh bền vững

Quy tụ mọi nguồn lực, nâng cao nhận thức của người nông dân nhằm thúc đẩy phát triển nông nghiệp xanh bền vững

Ngày 14/12, trong khuôn khổ sự kiện Techfest Việt Nam 2025, hội thảo “Agritech & Green Innovation: Thúc đẩy nông nghiệp công nghệ cao vì tăng trưởng xanh và phát triển bền vững” được tổ chức bởi Cục Khởi nghiệp và Doanh nghiệp công nghệ, Bộ Khoa học và Công nghệ đã đem đến cho các doanh nghiệp khởi nghiệp lĩnh vực nông nghiệp nhiều bài học kinh nghiệm, để tìm được những hướng đi bền vững trong quá trình phát triển, hội nhập.
Năng lượng dẫn dắt kỷ nguyên công nghiệp hóa hiện đại

Năng lượng dẫn dắt kỷ nguyên công nghiệp hóa hiện đại

Trong định hướng chiến lược phát triển năng lượng, Việt Nam sẽ ưu tiên cao nhất để đáp ứng yêu cầu tăng trưởng của nền kinh tế liên tục trên 10% trong giai đoạn tới nhằm nâng cao năng lực cạnh tranh quốc gia. Đồng thời, Việt Nam cũng thực hiện hai mục tiêu 100 năm của đất nước, tuân thủ lộ trình giảm phát thải khí để bảo vệ môi trường như cam kết với quốc tế thông qua việc phát triển đồng bộ, hợp lý và đa dạng hóa các loại hình năng lượng.
Triết lý giáo dục thời đại số: Giữ nền tảng nhân văn, hướng tới phát triển toàn diện con người

Triết lý giáo dục thời đại số: Giữ nền tảng nhân văn, hướng tới phát triển toàn diện con người

Trong bối cảnh chuyển đổi số diễn ra mạnh mẽ trên toàn cầu, giáo dục Việt Nam đứng trước yêu cầu phải đổi mới sâu rộng hơn, không chỉ về chương trình, phương pháp hay công nghệ, mà trước hết ở cấp độ nền tảng - đó là xác lập một triết lý giáo dục phù hợp với thời đại.
Tăng tốc tự động hóa trong ngành thực phẩm và đồ uống

Tăng tốc tự động hóa trong ngành thực phẩm và đồ uống

Theo báo cáo World Robotics 2025 mới nhất của Liên đoàn Robot Quốc tế (IFR), các doanh nghiệp thực phẩm và đồ uống (F&B) tại Mỹ đang đẩy mạnh ứng dụng robot công nghiệp linh hoạt, với số lượng lắp đặt tăng 21% trong năm 2024.
Nhận định phiên giao dịch ngày 15/12: Cơ cấu danh mục khi thị trường có nhịp hồi phục

Nhận định phiên giao dịch ngày 15/12: Cơ cấu danh mục khi thị trường có nhịp hồi phục

Sau nhịp giảm sâu cuối tuần trước khiến VN-Index xuyên thủng các ngưỡng hỗ trợ quan trọng, thị trường được kỳ vọng sẽ xuất hiện nhịp hồi phục kỹ thuật trong ngắn hạn. Đây được xem là thời điểm phù hợp để nhà đầu tư cân nhắc cơ cấu lại danh mục, ưu tiên các cổ phiếu có nền tảng cơ bản tốt và triển vọng trung – dài hạn tích cực.
ChatGPT-5.2 và Gemini 3: Trận chiến hiệu năng chưa có hồi kết

ChatGPT-5.2 và Gemini 3: Trận chiến hiệu năng chưa có hồi kết

Cuộc đua trí tuệ nhân tạo toàn cầu lại nóng lên khi OpenAI tung ra GPT-5.2, mô hình mới được xem như “nước cờ quyết liệt” nhằm chặn đà bứt tốc của Gemini 3 do Google phát triển. Hai ông lớn công nghệ lại một lần nữa bước vào màn so kè gay gắt khi kẻ trước vừa ra mắt, người sau lập tức đáp trả.
song-gia-tri