NEDO và Đại học Kyoto xây dựng đường chùm tia hydro đầu tiên trên thế giới tại SPring-8-II

21 tháng 8, 2026
Annie Nguyễn

Hyogo, Nhật Bản – Tổ chức Phát triển Năng lượng và Công nghiệp Công nghệ Mới của Nhật Bản và Đại học Kyoto sẽ xây dựng một đường chùm tia chuyên dụng cho nghiên cứu năng lượng hydro tại cơ sở bức xạ synchrotron thế hệ mới SPring-8-II, đánh dấu bước đột phá trong lĩnh vực phân tích vật liệu năng lượng sạch.

Đường chùm tia, có tên chính thức là "Đường chùm tia Đo lường Đa phương thức Vật liệu Năng lượng Hydro" (BL34XU), là đường chùm tia chuyên dụng đầu tiên được xây dựng mới tại SPring-8-II và được mô tả là đường chùm tia chuyên dụng đầu tiên trên thế giới trong lĩnh vực năng lượng hydro.

Công nghệ đột phá

Đường chùm tia được thiết kế để nghiên cứu vật liệu pin nhiên liệu và điện phân nước trong khi chúng đang hoạt động, sử dụng nhiều phương pháp đo tiên tiến đồng thời trên cùng một mẫu trong cùng điều kiện. Cách tiếp cận này cho phép các nhà nghiên cứu quan sát các hiện tượng bên trong thiết bị mà không cần chia nhỏ thử nghiệm trên các công cụ riêng biệt.

SPring-8-II là kế thừa của cơ sở bức xạ synchrotron quy mô lớn SPring-8 tại tỉnh Hyogo. Cơ sở thế hệ thứ tư này có độ sáng dự kiến gấp khoảng 100 lần SPring-8 hiện tại, đạt mức độ sáng cao nhất thế giới.

Khả năng vượt trội

Đường chùm tia sẽ bao phủ dải năng lượng 4,5-35 keV và 100 keV, kết nối phân tích vật liệu, thiết bị và quy trình sản xuất trên một nền tảng nghiên cứu duy nhất. Trong buồng thí nghiệm đầu tiên, các nhà nghiên cứu có thể kiểm soát nhiệt độ, khí và điện thế trong khi thực hiện các phép đo đồng thời chất xúc tác và màng điện phân polymer sử dụng trong pin nhiên liệu và điện phân nước.

Theo công bố của NEDO, các phép đo trước đây yêu cầu nhiều đường chùm tia trong khoảng một tháng có thể được hoàn thành trong khoảng một ngày thông qua đo đồng thời, tương đương tốc độ phân tích nhanh hơn khoảng 30 lần. Đường chùm tia cũng sẽ kết hợp với AI và khoa học dữ liệu để đẩy nhanh nghiên cứu.

Trong buồng thí nghiệm thứ hai và buồng mở rộng, hệ thống sẽ tích hợp thiết bị quy trình sản xuất như trộn chất xúc tác, phủ và sấy khô, cũng như các tế bào diện tích lớn và linh kiện quy mô thương mại. Việc sử dụng đồng thời tán xạ tia X góc nhỏ và siêu nhỏ với CT tia X và laminography sẽ cho phép hiển thị cấu trúc phân cấp từ 0,1 nanomet đến 100 micromet.

Tiến độ và hợp tác

Xây dựng dự kiến bắt đầu vào nửa cuối năm tài chính 2027, phù hợp với thời gian nâng cấp SPring-8 lên SPring-8-II từ nửa cuối năm 2027 đến năm 2028. Đường chùm tia dự kiến bắt đầu hoạt động từ năm tài chính 2029, trong khi thiết kế và mua sắm thiết bị đã bắt đầu từ năm 2025.

Đường chùm tia được kỳ vọng sẽ trở thành cơ sở nghiên cứu chung kết nối nghiên cứu học thuật, các dự án quốc gia và sử dụng công nghiệp tại Nhật Bản. Các công ty ô tô và năng lượng đang tham gia với tư cách cố vấn ngành để phản ánh nhu cầu vận hành thực tế.