Các nhà nghiên cứu Nhật Bản cho biết họ đã phát triển được một chất điện phân rắn có thể cải thiện độ an toàn, hiệu quả và mật độ năng lượng của pin và pin nhiên liệu dựa trên hydro.
Nhóm nghiên cứu tại Cụm nghiên cứu tiên phong RIKEN ở Nhật Bản cho biết chất điện phân rắn cho phép các ion hydrua được vận chuyển ở nhiệt độ phòng. Genki Kobayashi, Trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết nhóm đã “đạt được một cột mốc quan trọng thực sự”.
Thử nghiệm với lanthanum hydrua, nhóm nghiên cứu nhận thấy ở nhiệt độ phòng “không thể dẫn điện hiệu quả”. Tuy nhiên, khi thay thế một phần lanthanum bằng strontium và một lượng nhỏ oxy, nhóm nghiên cứu đã đạt được bước đột phá.
Sơ đồ pin nhiên liệu thể rắn làm từ vật liệu mới và titan © RIKEN Cluster for Pioneering Research in Japan
Nhận thấy chúng có thể dẫn các ion hydrua ở tốc độ cao, các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm hiệu suất của nó trong pin nhiên liệu trạng thái rắn làm từ vật liệu mới và titan – làm thay đổi lượng strontium và oxy.
Cuối cùng, nhóm đã quan sát thấy sự chuyển đổi 100% titan thành titan hydrua – nghĩa là các ion hydrua “gần như bằng 0” đã bị lãng phí.
Kobayashi cho biết: “Trong ngắn hạn, kết quả của chúng tôi cung cấp hướng dẫn thiết kế vật liệu cho chất điện phân rắn dẫn ion hydrua”. “Về lâu dài, chúng tôi tin rằng đây là một bước ngoặt trong quá trình phát triển pin, pin nhiên liệu và pin điện phân hoạt động bằng cách sử dụng hydro.”
Nhiều pin nhiên liệu hydro hiện nay hoạt động bằng cách cho phép hydro truyền từ bên này sang bên kia thông qua màng polymer. RIKEN cho biết, các hệ thống này cần có nước, tạo thêm một lớp “phức tạp và tốn kém” cho thiết kế pin và pin nhiên liệu, mà RIKEN cho biết, “hạn chế tính thực tế của nền kinh tế năng lượng dựa trên hydro thế hệ tiếp theo”.
Nhóm nghiên cứu cho biết bước tiếp theo trong quá trình phát triển của họ sẽ là cải thiện hiệu suất và tạo ra các vật liệu điện cực có thể hấp thụ và giải phóng hydro thuận nghịch.
