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)

ar
Tin bài khác
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 25/3/2026: Tuổi Ngọ đón vận may, tuổi Mão công việc suy giảm

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 25/3/2026: Tuổi Ngọ đón vận may, tuổi Mão công việc suy giảm

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 25/3/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Thị trường chứng khoán ngày 24/3: Thị trường bật xanh sau những tín hiệu tích cực từ Trung Đông

Thị trường chứng khoán ngày 24/3: Thị trường bật xanh sau những tín hiệu tích cực từ Trung Đông

Sau cú giảm mạnh trước đó, thị trường bật tăng trở lại trong phiên 24/03 khi tâm lý nhà đầu tư được xoa dịu bởi tín hiệu hạ nhiệt từ Trung Đông. Tuy nhiên, đà hồi phục vẫn chưa đủ thuyết phục khi thanh khoản suy yếu mạnh và VN Index vẫn còn khoảng trống giảm chưa thể lấp đầy.
ABBank tăng trưởng tích cực, giao dịch cổ phiếu vẫn trầm lắng

ABBank tăng trưởng tích cực, giao dịch cổ phiếu vẫn trầm lắng

Năm 2025, lợi nhuận tại ABBank tăng trưởng ấn tượng khi hoàn thành gần 200% kế hoạch năm, quy mô tài sản, tín dụng tăng hai chữ số. Tuy nhiên, kết quả chào bán cổ phiếu cho cổ đông hiện hữu và phát hành cổ phiếu theo chương trình lựa chọn cho người lao động (ESOP) không mấy thuận lợi.
Quản trị đô thị thông minh: góc nhìn từ Triển lãm Đô thị thông minh châu Á

Quản trị đô thị thông minh: góc nhìn từ Triển lãm Đô thị thông minh châu Á

Tại Đài Loan (Trung Quốc), từ ngày 17/3 đến 21/3/2026 đã diễn ra triển lãm thương mại thành phố thông minh lớn nhất châu Á (Smart City Summit & Expo 2026 -SCSE) song song cùng triển lãm "Net Zero City Expo", đặt dấu ấn quan trọng trong hành trình đổi mới và tiến bộ công nghệ, định hình lại tương lai của cuộc sống đô thị. Sự kiện diễn ra tại hai thành phố lớn nhất của Đài Loan là Đài Bắc và Cao Hùng, thu hút sự tham gia của hàng ngàn đại biểu quốc tế, doanh nghiệp công nghệ và đại diện chính quyền các đô thị.
"Ngọn hải đăng" định hướng an ninh mạng cho hệ thống công nghiệp

"Ngọn hải đăng" định hướng an ninh mạng cho hệ thống công nghiệp

Trong thế giới công nghiệp ngày càng số hóa, nơi các hệ thống tự động hóa và điều khiển đóng vai trò cốt lõi, việc đảm bảo an ninh mạng không còn là lựa chọn mà đã trở thành yêu cầu bắt buộc. Tuy nhiên, giữa vô số công nghệ và rủi ro tiềm ẩn, các tổ chức cần một “điểm tựa” đáng tin cậy để định hướng. Đó chính là vai trò mà tiêu chuẩn ISA/IEC 62443 đang đảm nhiệm như một ngọn hải đăng trong vùng biển công nghiệp đầy biến động.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 24/3/2026: Tuổi Ngọ công việc khó khăn, tuổi Tý công việc may mắn

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 24/3/2026: Tuổi Ngọ công việc khó khăn, tuổi Tý công việc 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 24/3/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Đại học Bách khoa Hà Nội trao 4 tỷ đồng học bổng sau đại học và miễn học phí cho tất cả NCS trúng tuyển từ 2026

Đại học Bách khoa Hà Nội trao 4 tỷ đồng học bổng sau đại học và miễn học phí cho tất cả NCS trúng tuyển từ 2026

Đại học Bách khoa Hà Nội vừa tổ chức trao quỹ học bổng 4 tỷ đồng cho 139 cá nhân tiêu biểu, gồm 135 học viên cao học và 4 nghiên cứu sinh. Trong đó, có 8 học viên và 1 nghiên cứu sinh thuộc Trường Điện - Điện tử đạt học bổng mức cao nhất.
145 dự án đạt giải ứng dụng tốt AI và công nghệ tự động hóa

145 dự án đạt giải ứng dụng tốt AI và công nghệ tự động hóa

Cuộc thi Nghiên cứu khoa học, kỹ thuật cấp quốc gia dành cho học sinh THCS và THPT năm 2025-2026 đã khép lại sau 3 ngày làm việc minh bạch, công tâm. 145 dự án được trao giải, với 14 Giải Nhất, 29 Giải Nhì, 44 Giải Ba và 58 Giải Tư; các dự án AI, công nghệ chiếm số lượng giải nhiều nhất,
[E-Magazine] Người viết nhịp cho robot

[E-Magazine] Người viết nhịp cho robot

Trong những nhà máy ô tô hiện đại như VinFast hay THACO, hàng nghìn robot công nghiệp chuyển động nhịp nhàng như một dàn nhạc cơ khí khổng lồ. Ít ai để ý rằng phía sau “bản giao hưởng thép” ấy là những kỹ sư tự động hóa, những người không trực tiếp chạm vào từng cánh tay robot, nhưng lại viết nên nhịp điệu vận hành cho cả nhà máy.
Nghịch lý ESG trong nông nghiệp: Làm tốt nhưng vẫn khó tiếp cận vốn xanh

Nghịch lý ESG trong nông nghiệp: Làm tốt nhưng vẫn khó tiếp cận vốn xanh

Khảo sát 97 hợp tác xã và doanh nghiệp cho thấy, hơn một nửa đã tham gia các thực hành nông nghiệp bền vững, song gần như không tiếp cận được tài chính xanh. Khoảng cách giữa thực hành ESG và nguồn vốn phù hợp đang trở thành điểm nghẽn lớn, đòi hỏi tái thiết chính sách và cơ chế tài chính theo hướng đồng bộ, hiệu quả hơn.
song-gia-tri