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
Thị trường chứng khoán ngày 17/12: VN Index “ghìm phanh” do áp lực chốt lời ngắn hạn

Thị trường chứng khoán ngày 17/12: VN Index “ghìm phanh” do áp lực chốt lời ngắn hạn

Thị trường không còn sôi động như phiên trước khi VN Index quay đầu giảm 5,52 điểm, tạo cây nến Doji nhỏ quanh mốc 1.673 điểm. Áp lực chốt lời ngắn hạn khiến nhiều nhóm ngân hàng, chứng khoán, bất động sản đỏ nhẹ, nhưng mức giảm không lớn cho thấy xu hướng hồi phục vẫn chưa bị phá vỡ.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 18/12/2025: Tuổi Tý công việc thuận lợi, tuổi Tuất dễ tranh cãi

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 18/12/2025: Tuổi Tý công việc thuận lợi, tuổi Tuất dễ tranh cãi

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 18/12/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Internet Day 2025 hướng tới kiến tạo nền tảng số tin cậy cho người dùng Việt Nam

Internet Day 2025 hướng tới kiến tạo nền tảng số tin cậy cho người dùng Việt Nam

Ngày 17/12, tại Hà Nội, đã diễn ra Internet Day 2025 với chủ đề “Kiến tạo không gian số tin cậy - Internet Must Be Safer”. Sự kiện do Hiệp hội Internet Việt Nam (VIA) phối hợp với Trung tâm Internet Việt Nam (VNNIC) - Bộ KH&CN, cùng các doanh nghiệp công nghệ tổ chức.
Tạp chí Tự động hóa Ngày nay bổ nhiệm Trưởng VPĐD tại Thành phố Hồ Chí Minh

Tạp chí Tự động hóa Ngày nay bổ nhiệm Trưởng VPĐD tại Thành phố Hồ Chí Minh

Nhà báo Lê Viết Cường vừa được trao Quyết định bổ nhiệm là Trưởng Văn phòng đại diện Tạp chí Tự động hóa Ngày nay tại thành phố Hồ Chí Minh.
Nhận định phiên giao dịch ngày 17/12: Duy trì tỷ trọng cổ phiếu ở mức vừa phải

Nhận định phiên giao dịch ngày 17/12: Duy trì tỷ trọng cổ phiếu ở mức vừa phải

Thị trường chứng khoán ghi nhận nhịp hồi phục mạnh với sự dẫn dắt của nhóm cổ phiếu vốn hóa lớn, giúp VN-Index bật tăng trở lại sau phiên điều chỉnh. Tuy nhiên, khi xu hướng ngắn hạn chưa được xác nhận rõ ràng và dòng tiền vẫn tỏ ra thận trọng, nhà đầu tư được khuyến nghị duy trì tỷ trọng cổ phiếu ở mức vừa phải trong phiên giao dịch ngày 17/12.
Kết nối lực lượng lao động số: Chiến lược mới nâng cao hiệu quả vận hành công nghiệp

Kết nối lực lượng lao động số: Chiến lược mới nâng cao hiệu quả vận hành công nghiệp

Trong bối cảnh hệ thống công nghiệp ngày càng phức tạp, việc tối ưu hóa quy trình nghiệm thu và vận hành tại hiện trường trở thành ưu tiên hàng đầu của các nhà tích hợp hệ thống. Một đơn vị đã đạt bước tiến mạnh mẽ khi triển khai máy tính bảng Field Xpert SMT70B, nền tảng Netilion và Ứng dụng Digital Commissioning của Endress+Hauser, từ đó chuẩn hóa quy trình làm việc, tăng độ chính xác và nâng cao sự hài lòng của khách hàng.
EVN đồng loạt khởi công, khánh thành 18 công trình điện lực dịp 19/12

EVN đồng loạt khởi công, khánh thành 18 công trình điện lực dịp 19/12

Hòa chung không khí thi đua chào mừng Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ XIV của Đảng, Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) dự kiến đồng loạt khởi công và khánh thành 18 công trình nguồn và lưới điện trên cả nước vào ngày 19/12, qua đó góp phần tăng cường năng lực cung ứng điện, thúc đẩy chuyển dịch năng lượng bền vững.
Thị trường chứng khoán ngày 16/12: VN Index bật hơn 33 điểm, thị trường  đồng loạt bứt phá

Thị trường chứng khoán ngày 16/12: VN Index bật hơn 33 điểm, thị trường đồng loạt bứt phá

Sau chuỗi giảm mạnh, thị trường ngày 16/12 bất ngờ đổi màu khi lực bắt đáy ồ ạt đổ vào từ phiên chiều, kéo VN Index tăng hơn 2%. Ngân hàng, chứng khoán, bất động sản đồng loạt bứt phá, thắp lên kỳ vọng về một nhịp tạo đáy kỹ thuật quanh vùng 1.650–1.700 điểm.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 17/12/2025: Tuổi Thìn giai đoạn căng thẳng, tuổi Dậu phát triển tích cực

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 17/12/2025: Tuổi Thìn giai đoạn căng thẳng, tuổi Dậu phát triển tích cực

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 17/12/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
BSR chủ động vượt “bão” năm 2026

BSR chủ động vượt “bão” năm 2026

Mặc dù vượt “bão” thành công để về đích sớm năm 2025 với nhiều thành tích đáng kể nhưng theo dự báo sẽ lại có những “cơn bão” lớn hơn đang chờ Công ty cổ phần Lọc Hóa dầu Bình Sơn (BSR) ở phía trước, đòi hỏi doanh nghiệp phải chủ động có các giải pháp trọng tâm để vượt qua và hoàn thành nhiệm vụ của năm bản lề 2026.
song-gia-tri