KAIST và Đại học Seoul nâng cao hiệu suất pin nhiên liệu gấp 4 lần chỉ bằng cách điều chỉnh điện trường

Nhóm nghiên cứu từ KAIST và Đại học Seoul đã phát triển công nghệ thiết kế xúc tác có khả năng nâng cao hiệu suất phản ứng chính của pin nhiên liệu và pin hydrogen một cách đáng kể. Phương pháp này không thay đổi cấu trúc của xúc tác mà chỉ điều chỉnh môi trường điện trường xung quanh để cải thiện hiệu suất, được đánh giá sẽ mở ra hướng đi mới cho phát triển công nghệ năng lượng thế hệ tiếp theo.
 
KAIST cho biết, nhóm nghiên cứu do Giáo sư Hwang Seung-jun thuộc khoa Hóa học và Giáo sư Ryu Jae-yoon thuộc khoa Hóa học của Đại học Seoul đã thành công trong việc nâng cao tính chọn lọc của phản ứng khử oxy (ORR) từ 12% lên tối đa 52% bằng cách bố trí cation (+) xung quanh xúc tác để tạo ra điện trường cục bộ.
 
Phản ứng khử oxy là quá trình chính để sản xuất điện trong các thiết bị năng lượng thế hệ tiếp theo như pin nhiên liệu cho xe hydrogen và pin kim loại-không khí. Các nghiên cứu trước đây đã cải thiện hiệu suất bằng cách thay thế loại kim loại từ sắt (Fe) sang cobalt (Co) hoặc nickel (Ni) hoặc thiết kế lại cấu trúc ligand. Nghiên cứu này nổi bật ở chỗ nó điều chỉnh chính xác đặc tính phản ứng chỉ bằng cách điều chỉnh môi trường điện mà không cần thay đổi vật liệu hay hình dạng của xúc tác.
 
Nhóm nghiên cứu cũng cho rằng nguyên lý này có thể áp dụng cho công nghệ xúc tác chuyển đổi carbon dioxide (CO₂) hoặc hydrogen thành các chất hữu ích. Họ kỳ vọng sẽ mở rộng vào lĩnh vực công nghệ giảm phát thải carbon và sản xuất hydrogen thân thiện với môi trường.
 
Giáo sư Hwang Seung-jun cho biết: "Đây là một ví dụ cho thấy chúng ta có thể kiểm soát tinh vi đặc tính phản ứng chỉ bằng cách điều chỉnh môi trường điện xung quanh mà không cần thay đổi cấu trúc của xúc tác" và ông hy vọng rằng nghiên cứu này sẽ mở ra hướng đi mới cho phát triển công nghệ xúc tác năng lượng thân thiện với môi trường và pin nhiên liệu thế hệ tiếp theo.
 
Nghiên cứu này, với sự tham gia của các nghiên cứu sinh tiến sĩ Jo Hwi-yul và Kang Bom từ POSTECH cùng với nghiên cứu sinh sau tiến sĩ Kim Dong-young từ KAIST, đã được công bố trực tuyến trên Tạp chí Hóa học Hoa Kỳ (JACS) vào ngày 12 tháng trước. Nghiên cứu được thực hiện với sự hỗ trợ của Dự án Phát triển Công nghệ Tương lai Samsung và Quỹ Nghiên cứu Hàn Quốc.



* Bài viết này được dịch tự động bằng AI.

• #phản ứng khử oxy
• #pin nhiên liệu
• #công nghệ xúc tác