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
Nhận định phiên giao dịch ngày 2/4: Hạn chế mua đuổi cổ phiếu tiệm cận vùng kháng cự

Nhận định phiên giao dịch ngày 2/4: Hạn chế mua đuổi cổ phiếu tiệm cận vùng kháng cự

Sau phiên tăng điểm mạnh nhưng rung lắc cuối ngày, thị trường được dự báo tiếp tục phân hóa trong phiên 2/4. Các chuyên gia khuyến nghị nhà đầu tư thận trọng, hạn chế mua đuổi những cổ phiếu đã tăng nóng và đang tiến sát vùng kháng cự để tránh rủi ro điều chỉnh.
Lựa chọn thiết bị an toàn phù hợp quy trình  theo tiêu chuẩn IEC 6151

Lựa chọn thiết bị an toàn phù hợp quy trình theo tiêu chuẩn IEC 6151

Trong các ngành công nghiệp chế biến, việc xác định Mức độ toàn vẹn an toàn (SIL) không phải là một quyết định cảm tính hay dựa trên kinh nghiệm chủ quan. Theo tiêu chuẩn IEC 61511, SIL phải được xác định thông qua một quy trình phân tích rủi ro có cấu trúc, trong đó xem xét mối liên hệ giữa hậu quả của sự cố nguy hiểm, tần suất xảy ra và hiệu quả của các lớp bảo vệ hiện có. Khi bước nền tảng này được thực hiện đúng cách, việc thiết kế và triển khai hệ thống an toàn trở nên rõ ràng và có cơ sở hơn; ngược lại, nếu bỏ qua, toàn bộ hệ thống có thể được xây dựng trên những giả định thiếu chắc chắn.
Khoa học và Công nghệ tăng trưởng ấn tượng - khẳng định vai trò trụ cột của nền kinh tế tri thức

Khoa học và Công nghệ tăng trưởng ấn tượng - khẳng định vai trò trụ cột của nền kinh tế tri thức

Tháng 3/2026 ghi dấu bước tăng trưởng ấn tượng của ngành Khoa học và Công nghệ với doanh thu hơn 516.000 tỷ đồng, đóng góp GDP tăng 28%. Kết quả này phản ánh rõ nét quá trình chuyển đổi từ tư duy quản lý sang kiến tạo phát triển, theo định hướng của Nghị quyết 57.
Đón đầu chuyển dịch năng lượng, BSR tăng tốc phát triển nguồn nhân lực

Đón đầu chuyển dịch năng lượng, BSR tăng tốc phát triển nguồn nhân lực

Trước làn sóng chuyển dịch năng lượng và yêu cầu ngày càng cao về đổi mới sáng tạo, phát triển bền vững, BSR đẩy mạnh hợp tác với các trường đại học và cơ sở nghiên cứu nhằm xây dựng nguồn nhân lực chất lượng cao - yếu tố then chốt để nâng cao năng lực cạnh tranh và thích ứng với giai đoạn phát triển mới.
Thị trường chứng khoán ngày 01/04: VN Index vượt 1.700 điểm, dòng tiền trở lại mạnh hơn trong phiên mở đầu tháng 4

Thị trường chứng khoán ngày 01/04: VN Index vượt 1.700 điểm, dòng tiền trở lại mạnh hơn trong phiên mở đầu tháng 4

Thị trường mở đầu tháng 4 bằng một phiên hồi phục tích cực khi tâm lý nhà đầu tư được cải thiện nhờ bối cảnh quốc tế bớt căng thẳng. VN Index tạo GAP tăng vượt đường MA20, thanh khoản cải thiện rõ rệt và sắc xanh lan tỏa ở nhiều nhóm ngành, cho thấy nhịp hồi ngắn hạn vẫn đang được duy trì.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 2/4/2026: Tuổi Sửu buôn bán thuận lợi, tuổi Dậu lao đao công việc

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 2/4/2026: Tuổi Sửu buôn bán thuận lợi, tuổi Dậu lao đao công việc

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 2/4/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Lãi suất cho vay mua nhà tại nhiều ngân hàng đang điều chỉnh tăng mạnh

Lãi suất cho vay mua nhà tại nhiều ngân hàng đang điều chỉnh tăng mạnh

Trước xu hướng lãi suất huy động tăng, lãi suất cho vay, nhất là với các khoản vay mua nhà đã được ngân hàng điều chỉnh tăng.
ROBOHUB Vietnam đồng hành cùng Trường Tiểu học Trung Yên tổ chức Ngày hội AI, STEM và Robotics

ROBOHUB Vietnam đồng hành cùng Trường Tiểu học Trung Yên tổ chức Ngày hội AI, STEM và Robotics

Ngày 31/3, Trường Tiểu học Trung Yên (phường Yên Hòa) đã diễn ra Ngày hội trải nghiệm Trí tuệ nhân tạo (AI), STEM và Robotics, thu hút đông đảo cán bộ, giáo viên, phụ huynh và học sinh tham gia.
ProPak Vietnam 2026: Đồng hành cùng doanh nghiệp trong chu kỳ tăng trưởng mới

ProPak Vietnam 2026: Đồng hành cùng doanh nghiệp trong chu kỳ tăng trưởng mới

Bước sang năm 2026, ngành chế biến & đóng gói tại Việt Nam và khu vực đang đi vào giai đoạn “tái sàng lọc” khi doanh nghiệp đồng thời đối mặt với áp lực chi phí, tiêu chuẩn thị trường ngày càng chặt, và yêu cầu tối ưu năng suất theo dữ liệu.
Nhận định phiên giao dịch ngày 1/4: Ưu tiên gia tăng tỷ trọng cổ phiếu đang có lãi

Nhận định phiên giao dịch ngày 1/4: Ưu tiên gia tăng tỷ trọng cổ phiếu đang có lãi

Sau phiên tăng điểm cuối tháng 3, thị trường được kỳ vọng tiếp tục nhịp hồi phục ngắn hạn, song diễn biến vẫn phân hóa và tiềm ẩn rung lắc. Trong bối cảnh đó, nhà đầu tư được khuyến nghị duy trì danh mục và ưu tiên gia tăng tỷ trọng ở các cổ phiếu đang có lãi để tối ưu hiệu quả đầu tư.
song-gia-tri