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)

dai-hoi-dang
Tin bài khác
Tín hiệu tích cực cho công nghiệp từ thị trường máy móc

Tín hiệu tích cực cho công nghiệp từ thị trường máy móc

Các chỉ số công nghiệp mới nhất cho thấy năm 2025 khép lại với những tín hiệu lạc quan đối với nhu cầu máy móc và thiết bị sản xuất, bất chấp bối cảnh kinh tế toàn cầu còn nhiều biến động. Theo báo cáo công bố bởi Hội đồng Thống đốc Hệ thống Dự trữ Liên bang Mỹ (Fed), sản lượng công nghiệp toàn nền kinh tế Mỹ đã tăng 0,4% trong giai đoạn từ tháng 11 đến tháng 12 năm 2025, trong khi tỷ lệ sử dụng công suất tăng thêm 0,2%.
Apple ấp ủ “át chủ bài” nhà thông minh: HomePod màn hình cảm ứng, đế xoay robot sắp ra mắt

Apple ấp ủ “át chủ bài” nhà thông minh: HomePod màn hình cảm ứng, đế xoay robot sắp ra mắt

Apple được cho là đang chuẩn bị tạo cú hích mới cho thị trường nhà thông minh với thế hệ HomePod tích hợp màn hình cảm ứng và đế xoay robot linh hoạt, mở ra kỷ nguyên tương tác mới dựa trên Siri và trí tuệ nhân tạo được nâng cấp toàn diện.
Đổi mới đào tạo giáo viên trong bối cảnh chuyển đổi số và AI

Đổi mới đào tạo giáo viên trong bối cảnh chuyển đổi số và AI

Chuyển đổi số và trí tuệ nhân tạo (AI) đang tạo ra những thay đổi sâu sắc đối với giáo dục, đặc biệt là lĩnh vực đào tạo giáo viên. Theo GS.TS Huỳnh Văn Sơn, Hiệu trưởng Trường Đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh, đây không còn là câu chuyện ứng dụng công nghệ ở mức hỗ trợ, mà là yêu cầu phải tái cấu trúc toàn diện chương trình đào tạo giáo viên, từ mục tiêu, nội dung đến phương thức tổ chức đào tạo.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 31/1/2026: Tuổi Sửu vận trình vượng phát, tuổi Ngọ xảy ra tranh cãi

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 31/1/2026: Tuổi Sửu vận trình vượng phát, tuổi Ngọ xảy ra 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 30/1/2026 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Thị trường chứng khoán ngày 30/1: Nhóm ngân hàng dẫn dắt, VN Index tiếp đà hồi phục

Thị trường chứng khoán ngày 30/1: Nhóm ngân hàng dẫn dắt, VN Index tiếp đà hồi phục

Thị trường tiếp tục nối dài đà hồi phục khi VN Index tăng hơn 14 điểm và đóng cửa sát mức cao nhất ngày. Sắc xanh phủ rộng toàn thị trường, ngân hàng bứt tốc dẫn dắt, trong khi dầu khí và bất động sản cũng đồng loạt thăng hoa dù cuối phiên thị trường bước vào đợt cơ cấu ETF.
Công nghệ và chuyển đổi số: Động lực quan trọng phát triển trong kỷ nguyên mới

Công nghệ và chuyển đổi số: Động lực quan trọng phát triển trong kỷ nguyên mới

Thành công của Đại hội Đại biểu toàn quốc lần thứ XIV của Đảng là sự kết tinh trí tuệ của toàn Đảng, toàn dân, toàn quân, thể hiện ý Đảng, lòng dân. Những nhiệm vụ lớn được đặt ra không chỉ là quyết sách mang tính chiến lược, mà còn là tâm nguyện chung của nhân dân về một Việt Nam hùng cường, phồn vinh và hạnh phúc.
Nhận định phiên giao dịch ngày 30/1: Ưu tiên quản trị rủi ro, hạn chế mở mới vị thế

Nhận định phiên giao dịch ngày 30/1: Ưu tiên quản trị rủi ro, hạn chế mở mới vị thế

Sau phiên hồi phục kỹ thuật ngày 29/1, thị trường chứng khoán được dự báo vẫn đối mặt với nhiều rung lắc trong ngắn hạn khi xu hướng tăng chưa thực sự được xác nhận. Trong bối cảnh dòng tiền thận trọng và các chỉ báo kỹ thuật chưa đồng thuận, nhà đầu tư được khuyến nghị ưu tiên quản trị rủi ro, hạn chế mở mới vị thế trong phiên giao dịch ngày 30/1.
10 dự đoán định hình kỷ nguyên sản xuất bền bỉ và linh hoạt vào năm 2026

10 dự đoán định hình kỷ nguyên sản xuất bền bỉ và linh hoạt vào năm 2026

Năm 2026 được dự báo sẽ là cột mốc quan trọng đánh dấu bước chuyển từ “thử nghiệm số hóa” sang xuất sắc trong thực thi sản xuất. Trong bối cảnh căng thẳng địa chính trị, rủi ro an ninh mạng và biến động chuỗi cung ứng ngày càng phức tạp, các doanh nghiệp sản xuất không còn dư địa cho những cải tiến rời rạc. Thay vào đó, MES (Manufacturing Execution System) và MOM (Manufacturing Operations Management) đang hội tụ để trở thành nền tảng cốt lõi giúp doanh nghiệp tăng khả năng phục hồi và duy trì lợi thế cạnh tranh.
Năng lượng đi trước một bước cho mục tiêu tăng trưởng trên 10%/năm

Năng lượng đi trước một bước cho mục tiêu tăng trưởng trên 10%/năm

Để đáp ứng yêu cầu tăng trưởng kinh tế liên tục trên 10%/năm trong giai đoạn tới, Việt Nam xác định phát triển năng lượng là ưu tiên chiến lược hàng đầu. Từ hoàn thiện thể chế, bảo đảm an ninh năng lượng đến thúc đẩy chuyển dịch xanh và làm chủ công nghệ, ngành năng lượng đang được đặt ở vị trí “đi trước một bước”, tạo nền tảng cho phát triển nhanh và bền vững.
Đón năm “Mã" cùng ưu đãi siêu đã từ BIDV SME Fast Track 2026

Đón năm “Mã" cùng ưu đãi siêu đã từ BIDV SME Fast Track 2026

Chào đón năm mới Bính Ngọ với những kỳ vọng về tốc độ và sự bứt phá, Ngân hàng TMCP Đầu tư và Phát triển Việt Nam (BIDV) dành tặng các doanh nghiệp nhỏ và vừa (SME) chương trình ưu đãi "SME Fast Track 2026". Đây là chìa khóa cho bài toán vốn, chi phí vận hành và công nghệ tài chính giúp doanh nghiệp SME tăng tốc ngay từ vạch xuất phát.
song-gia-tri