ÚC – Các nhà nghiên cứu tại đại học Queensland (UQ – university of Queensland) đã ứng dụng một kỹ thuật chế tạo phức tạp để tạo ra các màng trao đổi ion siêu mỏng (hyper-thin-film membrane) (*), giúp tăng cường độ tin cậy, hiệu suất và tuổi thọ của các hệ thống năng lượng sạch quan trọng.
(*) Membrane: là một màng mỏng dùng để ngăn cách hai môi trường khác nhau, nhưng đồng thời cho phép một số chất nhất định đi qua một cách có chọn lọc. Tùy vào vật liệu và cấu trúc, membrane có thể cho phép các phân tử, ion hoặc chất lỏng đi qua, trong khi giữ lại những thành phần khác.

Tiến sĩ Zhuyuan Wang và Giáo sư Xiwang Zhang từ khoa kỹ thuật hóa học tại đại học UQ cho biết, các loại màng trao đổi ion trong pin nhiên liệu, pin lưu trữ và máy điện phân thường không đủ bền để chịu được các điều kiện vận hành phức tạp.

Tiến sĩ Wang chia sẻ: “Việc tăng cường độ bền cho các loại màng này thường đòi hỏi việc phải chuyển hóa các đặc tính điện hóa quan trọng, từ đó ảnh hưởng đến hiệu suất của thiết bị”.

Tiến sĩ Wang nói rằng: “Nghiên cứu của nhóm cho thấy không cần phải thực hiện sự chuyển hóa đó.”

Tiến sĩ Wang và Giáo sư Zhang đã dùng chiến lược “nanoconfinement polymerisation strategy” (tạm dịch là ‘trùng hợp trong không gian nano bị giới hạn’) để kiểm soát các phản ứng liên kết hóa học bên trong các kênh dẫn siêu nhỏ ở cấp độ nano.

Giáo sư Zhang chia sẻ: “Trong một không gian nhỏ như vậy, các polyme không có chỗ để phát triển một cách tự do”.

Giáo sư Zhang nói rằng: “Các polyme buộc phải sắp xếp một cách ngăn nắp và chặt chẽ, giúp màng trở nên dày, bền vững và có khả năng cho phép các ion mục tiêu đi qua một cách nhanh chóng và hiệu quả.”

Các màng này đạt được độ bền kéo cao gấp hai lần so với các sản phẩm truyền thống, trong khi vẫn duy trì độ dẻo dai tuyệt vời và có thể uốn cong 100.000 lần mà không làm ảnh hưởng đến cấu trúc cơ học.

Quan trọng hơn, các nhà nghiên cứu cho biết phương pháp chế tạo này có thể được áp dụng cho các công nghệ màng mỏng khác.

Tiến sĩ Wang nói tiếp: “Độ dẫn điện và tính chọn lọc của loại màng mới này vượt xa các loại màng thương mại hiện nay lẫn những loại từng được ghi nhận trong các tài liệu nghiên cứu, với khả năng trao đổi ion cao hơn gần 20%”.

Tiến sĩ Wang cho biết bước tiếp theo sẽ là thúc đẩy nghiên cứu về cách điều chỉnh “nanochannel polymerisation strategy” (tạm dịch là ‘chiến lược trùng hợp trong kênh nano’) để phù hợp với quy mô sản xuất công nghiệp.

Tiến sĩ Wang chia sẻ: “Bằng cách tinh chỉnh cách thức tạo ra các tấm màng mỏng này, có tiềm năng cải thiện hiệu suất, công suất đầu ra và độ ổn định vận hành của hàng loạt thiết bị điện hóa phục vụ cho mục tiêu giảm phát thải carbon”.

Nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Nature Synthesis.

Để xem các tin bài khác về “Màng trao đổi ion”, hãy nhấn vào đây.

 

Nguồn: Electronics Online

Lưu ý: 

Để xem và khai thác hiệu quả nội dung của video clip nói trên (từ YouTube/ một dịch vụ của Google), Quý vị có thể thực hiện các bước sau:
1. Nếu tốc độ internet nhanh, có thể mở chế độ xem toàn màn hình bằng cách nhấn vào khung [ ] tại góc phải (phía dưới góc phải của video)
2. Chọn chế độ hình ảnh tốt nhất của đoạn video, hãy click vào hình bánh xe răng cưa và chọn chất lượng cao hơn (hoặc HD) theo ý muốn
3. Để hiển thị nội dung phụ đề, nhấn vào nút biểu tượng phụ đề [cc]. Một số video không có chức năng này sẽ không có biểu tượng phụ đề.
4. Quý vị có thể nghe hiểu tiếng Anh và có nhu cầu chia sẻ thông tin đến cộng đồng, hãy hỗ trợ techMAG biên dịch nội dung video và gửi cho chúng tôi để có cơ hội đăng thông tin lên technologyMag.net