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
AI đang tái định hình ngành sản xuất tiên tiến: Điều gì sẽ đến tiếp theo?

AI đang tái định hình ngành sản xuất tiên tiến: Điều gì sẽ đến tiếp theo?

Sau nhiều năm bàn luận về chuyển đổi số, ngành sản xuất toàn cầu đang bước vào một giai đoạn tăng tốc mới khi trí tuệ nhân tạo (AI) trở thành chất xúc tác mạnh mẽ cho tự động hóa và đổi mới vận hành. Nếu trước đây, số hóa thường diễn ra chậm chạp và phân mảnh, thì AI đang thúc đẩy quá trình này theo cách nhanh hơn, sâu hơn và mang tính đột phá hơn bao giờ hết.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 11/1/2026: tuổi Hợi cần thận trọng, tuổi Thân cơ hội phát triển

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 11/1/2026: tuổi Hợi cần thận trọng, tuổi Thân cơ hội phát triển

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 11/1/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Tin tức ngân hàng nổi bật tuần qua: BIDV cảnh báo khẩn về các chiêu lừa đảo tài chính tinh vi

Tin tức ngân hàng nổi bật tuần qua: BIDV cảnh báo khẩn về các chiêu lừa đảo tài chính tinh vi

Tuần đầu thiên của năm mới 2026, đã có nhiều ngân hàng đã có những động thái quan trọng nhằm mở rộng dịch vụ và thu hút khách hàng với hàng loạt diễn biến đáng chú ý liên quan đến hoạt động kinh doanh, chiến lược nhân sự như: VIB khởi động năm 2026 với loạt ưu đãi thẻ hấp dẫn; BIDV cảnh báo khẩn về các chiêu lừa đảo tài chính tinh vi; Nghị quyết 79 đặt mục tiêu xây dựng các ngân hàng nhà nước dẫn dắt thị trường...
Herbalife khuyến khích lối sống năng động trong ngày đầu năm mới

Herbalife khuyến khích lối sống năng động trong ngày đầu năm mới

Herbalife Việt Nam, với mục tiêu trở thành công ty, cộng đồng và nền tảng hàng đầu về sức khỏe và thể chất, tiếp tục là nhà tài trợ chính của “Giải bán marathon Quốc tế Việt Nam tài trợ bởi Herbalife 2026”, tổ chức tại trung tâm Hà Nội trong ngày đầu tiên của năm mới.
Hội nghị An toàn Robot Quốc tế 2025: Tiêu chuẩn mới mở đường cho kỷ nguyên tự động hóa an toàn

Hội nghị An toàn Robot Quốc tế 2025: Tiêu chuẩn mới mở đường cho kỷ nguyên tự động hóa an toàn

Hội nghị An toàn Robot Quốc tế 2025 (IRSC 2025) đã mang đến cái nhìn toàn cảnh về cách cộng đồng tiêu chuẩn và an toàn toàn cầu đang chuẩn bị cho làn sóng robot thế hệ mới. Từ robot cộng tác đến người máy hình người, các chủ đề thảo luận cho thấy an toàn không còn là yếu tố bổ trợ, mà đang trở thành nền tảng cốt lõi để tự động hóa có thể mở rộng trên quy mô lớn.
Từ "Sao tháng Tám" đến "Địa đạo": Chuỗi phim đặc sắc mừng Đại hội XIV

Từ "Sao tháng Tám" đến "Địa đạo": Chuỗi phim đặc sắc mừng Đại hội XIV

Từ ngày 14 đến 17/1, Viện Phim Việt Nam tổ chức đợt chiếu phim miễn phí tại rạp Ngọc Khánh (523 Kim Mã, Hà Nội), giới thiệu bốn phim truyện điện ảnh cách mạng kinh điển cùng chùm phim hoạt hình nổi tiếng, chào mừng Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ XIV của Đảng.
Đưa tác phẩm "Nỗi buồn chiến tranh" ra khỏi danh sách bình chọn

Đưa tác phẩm "Nỗi buồn chiến tranh" ra khỏi danh sách bình chọn

Ngày 13/11/2025, Bộ Văn hóa, Thể thao và Du lịch ban hành Quyết định số 4313/QĐ-BVHTTDL về việc nghiệm thu và công bố kết quả bình chọn 50 tác phẩm văn học, nghệ thuật biểu diễn Việt Nam tiêu biểu, xuất sắc sau ngày đất nước thống nhất (30/4/1975 - 30/4/2025), trong đó có tác phẩm Nỗi buồn chiến tranh của nhà văn Bảo Ninh.
Ông Phạm Đại Dương giữ chức Bí thư Tỉnh ủy Phú Thọ

Ông Phạm Đại Dương giữ chức Bí thư Tỉnh ủy Phú Thọ

Ông Phạm Đại Dương, Phó trưởng Ban Chính sách, chiến lược Trung ương được Bộ Chính trị điều động, chỉ định giữ chức Bí thư Tỉnh ủy Phú Thọ.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 10/1/2026: Tuổi Dần tránh rơi vào bẫy, tuổi Tỵ dấu hiệu tốt lành

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 10/1/2026: Tuổi Dần tránh rơi vào bẫy, tuổi Tỵ dấu hiệu tốt lành

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 10/1/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Thị trường chứng khoán ngày 9/1: Thị trường phân hóa, cổ phiếu họ Viettel cùng nhau tăng trần

Thị trường chứng khoán ngày 9/1: Thị trường phân hóa, cổ phiếu họ Viettel cùng nhau tăng trần

VN Index tiếp tục tăng điểm trong phiên 9/1 nhưng bức tranh thị trường lại kém tích cực khi số mã giảm áp đảo. Dòng tiền dồn mạnh vào nhóm doanh nghiệp nhà nước được kỳ vọng thoái vốn, trong đó cổ phiếu họ Viettel nổi bật khi cùng nhau tăng trần với thanh khoản đột biến.
song-gia-tri