SO HUU TRI TUE
Thứ hai, 11/11/2024
  • Click để copy

Bước đột phá về năng lượng: Các nhà nghiên cứu tạo ra loại pin nhiên liệu mới

09:53, 10/04/2023
(SHTT) - Pin nhiên liệu là loại thiết bị năng lượng có mức thải ô nhiễm gần như bằng 0, thân thiện với môi trường tuy nhiên giá thành của nó không hề nhỏ. Nhóm nghiên cứu người Mỹ đã phát triển loại pin nhiên liệu mới ưu việt hơn và khắc phục hạn chế của chúng.

Giống như pin thường, pin nhiên liệu tạo ra năng lượng thông qua quá trình điện hóa, và chúng khác pin nhiên liệu ở đặc điểm không bị cạn kiệt hay cần sạc lại. Tuy nhiên, tiềm năng của pin nhiên liệu đi liền với những thách thức như chi phí, hiệu suất và độ bền.

Nhà nghiên cứu Yun Hang Hu thuộc Đại học Công nghệ Michigan, Mỹ và hai sinh viên tốt nghiệp, Hanrui Su và Wei Zhang đã mở ra bước đầu phá vỡ những rào cản đó. Họ đã thay đổi con đường thông thường của pin nhiên liệu bằng cách tạo ra liên kết giữa chất điện phân và cacbonat nóng chảy để chuyển ion oxy nhanh gấp nhiều lần.

th (19)

 

Yun Hang Hu cho biết: Điều này cho phép chúng tôi phát minh ra một loại pin nhiên liệu hoàn toàn mới, pin nhiên liệu thể rắn cấu trúc siêu tầng cacbonat (CTSTC). 

Giống như các loại pin nhiên liệu khác, pin nhiên liệu thể rắn CTSTC có nhiều mục đích sử dụng tiềm năng, từ việc cung cấp năng lượng để vận hành các phương tiện chạy bằng pin nhiên liệu và phát điện tại nhà hay toàn bộ nhà máy điện. Loại pin này linh hoạt về nhiên liệu, do đó, chúng sở hữu độ bền và hiệu suất chuyển đổi năng lượng cao hơn ở nhiệt độ vận hành thấp hơn so với các loại pin nhiên liệu khác.

Hầu hết các pin nhiên liệu được cung cấp năng lượng từ hydro. Chất này được sản xuất từ các hợp chất chứa hydro, thường là khí metan và quy trình này khá đắt đỏ. Tuy nhiên, pin nhiên liệu thể rắn CTSTC của nhóm nghiên cứu có thể sử dụng trực tiếp khí metan hoặc nhiên liệu hydro cacbon khác. Theo Yun Hang Hu, việc linh hoạt nguồn nhiên liệu được đặc biệt quan tâm trong triển khai thương mại hoá.

Bên cạnh đó, hiệu suất điện hóa của pin nhiên liệu mới ở nhiệt độ hoạt động thấp hơn mang lại một số lợi thế khác: Nhiệt độ hoạt động của pin nhiên liệu oxit rắn thông thường thường là 800 độ C hoặc cao hơn, vì quá trình chuyển ion trong chất điện phân rắn diễn ra rất chậm ở nhiệt độ thấp hơn. Ngược lại, chất điện phân cấu trúc thượng tầng của pin nhiên liệu rắn CTSTC có thể cung cấp khả năng truyền ion nhanh ở 550 độ C hoặc thấp hơn, thậm chí xuống tới 470 độ C.

Nhiệt độ hoạt động thấp mang lại hiệu quả lý thuyết cao và chi phí chế tạo tế bào thấp hơn. Hu cho biết, pin cũng có khả năng hoạt động an toàn hơn so với các loại pin nhiên liệu rắn khác.

Hu ước tính hiệu quả sử dụng nhiên liệu của pin nhiên liệu rắn CTSTC có thể đạt tới 60%. Để so sánh, hiệu suất nhiên liệu trung bình của động cơ đốt trong nằm trong khoảng từ 35% đến 30%. Hiệu quả sử dụng nhiên liệu cao hơn của pin nhiên liệu rắn CTSTC có khả năng giảm thiểu lượng khí thải CO2 trong phương tiện di chuyển. 

Hải Hà

Tin khác

Khoa học Công nghệ 4 giờ trước
(SHTT) - Science Tornado là triển lãm khoa học thường niên được tổ chức bởi CLB Society of Open Science. Năm nay, Science Tornado 2024 với chủ đề “Arteria - Huyết mạch” đã thu hút hơn 3000 người tham gia mọi lứa tuổi trên khắp địa bàn thành phố.
Khoa học Công nghệ 1 ngày trước
(SHTT) - Thông tin trên được lãnh đạo Cục Quản lý xuất nhập cảnh (Bộ Công an) cho biết tại buổi đối thoại trực tiếp về giải quyết thủ tục hành chính trong lĩnh vực xuất nhập cảnh. Buổi đối thoại do Thiếu tướng Phạm Đăng Khoa, Cục trưởng Cục Quản lý xuất nhập cảnh chủ trì.
Khoa học Công nghệ 1 ngày trước
(SHTT) - Trong khuôn khổ Hội nghị ASOCIO Digital Summit 2024 đang diễn ra tại Nhật Bản, 9 đại diện của Việt Nam đã được trao Giải thưởng ASOCIO DX Award 2024 do có những đóng góp xuất sắc trong thúc đẩy chuyển đổi số.
Khoa học Công nghệ 1 ngày trước
(SHTT) - Trai nước ngọt được đánh giá là một phần không thể thiếu của "đội ngũ" làm sạch tự nhiên, sự vắng mặt của chúng có thể tác động tiêu cực đến vô số vùng nước trên khắp nước Mỹ.
Khoa học Công nghệ 1 ngày trước
(SHTT) - Ngành công nghiệp bán dẫn có thể mang lại doanh thu hơn 620 tỷ USD trên toàn cầu và sẽ tăng mạnh tới 1.000 tỷ USD vào năm 2030. Việt Nam đang đứng trước “cơ hội ngàn năm có một” trong lĩnh vực 1.000 tỷ USD: Nvidia muốn hợp tác.