Thứ thuốc nhuộm bắt mắt này sẽ là thành phần trong thế hệ pin tiếp theo dùng cho nhà cửa đến xe hơi
bk9sw
bk9sw
21/11/16 Bình luận: 24 Lượt xem: 14,163

Thứ thuốc nhuộm bắt mắt này sẽ là thành phần trong thế hệ pin tiếp theo dùng cho nhà cửa đến xe hơi

Thảo luận trong 'Khoa học' bắt đầu bởi bk9sw, 21/11/16. Trả lời: 24, Xem: 14163.

  1. bk9sw

    bk9sw Moderator

    Tham gia:
    30/3/08
    Được thích:
    71,437
    Best Answers:
    2
    bk9sw
    VIP
    #1 bk9sw, 21/11/16
    Sửa lần cuối: 21/11/16
    Như Elon Musk đã đề cập về siêu nhà máy Gigafactory, năng lượng gió và mặt trời đang ngày càng được quan tâm khai thác thì vấn đề còn lại là phải tạo ra một hệ thống lưu trữ nhằm khiến nguồn năng lượng này trở nên phổ biến hơn. Hôm nay, chúng ta có câu trả lời rất sớm đến từ các nhà nghiên cứu tại đại học Buffalo - một công nghệ pin được làm bằng … thuốc nhuộm huỳnh quang có tên BODIPY.

    BODIPY viết tắt của Boron-Dipyrromethene - một chất mang 2 đặc tính hóa học độc đáo khiến nó rất lý tưởng để sử dụng trong các loại pin sạc dòng redox đó là lưu trữ electron và vận chuyển electron. Pin redox hay RFB là một loại pin điện hóa trong đó năng lượng được lưu trữ nhờ phản ứng khử (reduction) và oxy hóa (oxydation) trong các dung dịch điện phân và được đẩy theo dòng vào các cell pin điện hóa qua quá trình sạc và xả. Phát hiện này cực kỳ quan trọng bởi thế hệ pin tiếp theo đòi hỏi khả năng lưu trữ và vận chuyển electron phải được thực hiện tốt nhất có thể nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng quy mô lớn. Ngoài ra, theo nhà nghiên cứu Timothy Cook và đồng tác giả nghiên cứu Anjula M. Kosswattaarachchi thì BODIPY còn có thể được dùng làm cảm biến phát hiện các loại protein và nó thực hiện rất tốt chức năng này.

    Đang tải BODIPY 01.jpg…
    Timothy Cook và đồng tác giả nghiên cứu Anjula M. Kosswattaarachchi.

    Cook nói: "Khi thế giới trở nên phụ thuộc nhiều hơn vào các nguồn năng lượng thay thế thì một trong những câu hỏi lớn được đặt ra là chúng ta đã tạo ra năng lượng vậy làm cách nào lưu trữ năng lượng:? Điều gì xảy ra khi mặt trời lặn vào ban đêm hoặc khi gió ngừng thổi? Tất cả các nguồn năng lượng đều có lúc gián đoạn, do đó chúng ta cần những hệ thống pin có thể lưu trữ đủ năng lượng để thắp sáng một căn nhà bình thường."

    Những hệ thống pin RFB tiềm năng có thể giải quyết vấn đề này bởi dung lượng lưu trữ có thể dễ dàng mở rộng mà không tốn quá nhiều chi phí, điều này trái ngược với các công nghệ pin như Lithium-ion. Mặc dù sở hữu nhiều ưu điểm như an toàn hơn, hiệu quả kinh tế hơn so với Li-ion nhưng pin RFB vẫn chưa thể đạt được tỉ lệ tương xứng để thương mại hóa. Vậy liệu chăng BODIPY sẽ mang lại cho pin RFB những gì mà nó cần?

    Đang tải BODIPU 02.jpeg…

    Cook cùng cộng sự đã tạo ra một hệ thống pin redox gồm 2 buồng chứa chất lỏng phân tách bởi một lớp màng. Trong hệ thoogns này, chất lỏng là các chất điện phân bao quanh cực âm và dương. Theo thiết lập này thì họ chỉ cân tìm một chất có thể hòa tan trong chất lỏng và giải phóng electron. Cook nói: "Nếu chất vận chuyển điện tích nằm trong dung dịch, nó sẽ không gặp phải vấn đề kết tinh* ở các điện cực giống như một số loại pin Li-ion." Chất được họ tìm ra là BODIPY, nó vận chuyển electron cực tốt, cho và nhận electron dễ dàng, Cook nói.

    *
    Ngoài ra, hệ thống pin redox còn an toàn hơn so với pin Li-ion vốn dễ cháy nổ. Vấn đề là bên trong pin Li-ion, khi nó giải phóng electron thì phản ứng ion hóa xảy ra. Các nguyên tố hóa học trong pin sẽ phản ứng với oxy trong nước và trong không khí ẩm, hình thanh Lithium oxide và giải phóng Hydro. Hydro có thể cháy nếu nó bắt lửa hoặc các chất hóa học làm điện phân tương tác với không khí. Pin Li-ion chứa rất nhiều năng lượng và nếu như hỏng hóc cơ học, chẳng hạn như lớp phân tách bị vỡ thì pin sẽ xả tất cả năng lượng ra một lúc và tạo ra nhiệt lượng lớn. Trong khi đó, pin redox lưu trữ năng lượng trong thùng chứa dưới dạng dung dịch. Nếu như pin có hao hụt qua thời gian sử dụng thì bạn chỉ cần thay dung dịch mới.

    Đang tải PM 567.jpg…

    Để thử nghiệm pin sạc dòng redox dùng dung dịch BODIPY hoạt động tốt như thế nào, nhóm nghiên cứu tại Buffalo đã hòa tan PM 567 (hình trên) - một loại bột nhuộm BODIPY trong một dung môi và liên tục sạc và xả pin theo chu kỳ 100 lần. Họ phát hiện ra rằng hợp chất này có thể lưu trữ và vận chuyển elecrton trong suốt quá trình sạc xả này mà không bị giảm hiệu suất, khác hẳn so với nhiều loại hóa chất khác. Mặc dù các nhà nghiên cứu chỉ mới thử nghiệm bột PM 567 nhưng BODIPY có nhiều biến thể khác nhau sở hữu chung đặc tính, thế nên các nhà khoa học tin rằng rất có thể một số loại thuốc nhuộm chứa BODIPY khác sẽ có thể lưu trữ năng lượng tốt hơn nữa. Dựa trên kết quả thử nghiệm, nhóm nghiên cứu dự đoán pin BODIPY có thể tạo ra dòng điện lên đến 2,3 V. Theo Cook, một hệ thống pin redox dùng BODIPY có thể tích 5000 lít sẽ đủ để cung cấp điện cho một căn nhà nhưng thể tích này quá lớn, nó tương đương với một bể tự hoại và Cook hy vọng rằng nếu khiến BODIPY cô đặc hơn, thể tích này có thể giảm xuống còn 660 lít, tương đương với một cái tủ lạnh hay một cái bể cá cỡ lớn.

    Trong một nghiên cứu khác về việc sử dụng một chất duy nhất cho cả cực âm và dương trong pin RFB do phó giáo sư Roland Roesler đến từ khoa hóa học vô cơ tại đại học Calgary thực hiện, ông đã đưa ra những nhận định rằng: "Nghiên cứu của tôi sẽ bổ sung hiểu biết của chúng ta về lĩnh vực này, giúp đưa pin RFB đến gần hơn với các ứng dụng thực tế. Tất cả các pin sạc dòng redox được sản xuất ở tỉ lệ ứng dụng được tính đến hiện tại đều dùng nước, và mặc dù nó có tương lai rất hứa hẹn nhưng những hệ thống này dù đã được tạo ra nhưng vẫn chưa đạt được những thành công về mặt thương mại. Điều đáng chú ý hơn cả là nghiên cứu sử dụng chỉ một chất duy nhất dành cho hệ thống lưu trữ redox trong cả 2 cực. Đây là một ưu điểm lớn, tương tự như các hệ thống pin sạc dòng redox dùng vanadium (VRB) vốn được xem là thành công nhất từ trước đến nay."

    Đang tải BODIPY 02.jpg…
    BODIPY phát huỳnh quang.

    Cùng nhận định với Roesler, giáo sư hóa học và kỹ thuật hóa dầu tại đại học Calgary - Tel Roberts cho biết: "Một hệ thống pin sạc dòng cao cấp sẽ dùng vanadium trên cả 2 cực nhưng khi xả, vanadium lại trở về một trạng thái oxy hóa khác trên mỗi cực. Việc sử dụng cùng một chất hóa học cho cả 2 cực sẽ mang lại nhiều lợi ích quan trọng bởi hoạt động trao đổi electron thông qua màng điện phân không ảnh hưởng đến hiệu năng và nếu như pin mất cân bằng về điện, điều này có thể được giải quyết đơn giản bằng cách trộn lẫn 2 dung dịch. Trong khi đó những loại pin redox dùng hóa chất khác thì rất phức tạp để tái cân bằng hệ thống khi cần."

    Có thể nói nghiên cứu về vai trò của BODIPY trong lưu trữ năng lượng vẫn đang trong giai đoạn sơ khai và khả năng sản xuất quy mô lớn một hệ thống pin dùng thuốc nhuộm này vẫn còn gây tranh cãi. Bởi lẽ dù lưu trữ và vận chuyển electron rất tốt nhưng pin RFB dùng BODIPY cũng có nhiều nhược điểm, điển hình là khả năng hòa tan và dẫn điện kém dẫn đến mật độ năng lượng và hiệu năng của pin cũng thấp theo. Đây là đặc tính của những loại pin sạc redox dùng dung môi hữu cơ. Roesler nói: "Vẫn còn rất nhiều việc phải làm và cho đến lúc đó, nhu cầu đối với những hệ thống như vậy dùng để lưu trữ năng lượng dành cho lưới điện sẽ tăng cao và một phần năng lượng tái tạo sẽ được đưa vào lưới điện mà chúng ta dùng hàng ngày."

    Theo: New Atlas
     

    File đính kèm:

    sunny_summer, libieuAnhtuan73 thích nội dung này.
    #1 bk9sw, 21/11/16
    Sửa lần cuối: 21/11/16
  2. Quang vietgold

    Quang vietgold Dự bị

    Tham gia:
    21/11/16
    Được thích:
    0
    Best Answers:
    0
    Quang vietgold
    Trứng
    Công nghệ PIN trong tương lai, hay thật
     
  3. NganTran85

    NganTran85 Thành viên

    Tham gia:
    18/9/16
    Được thích:
    4,356
    Best Answers:
    0
  4. Ro_tt

    Ro_tt Thành viên

    Tham gia:
    1/6/16
    Được thích:
    831
    Best Answers:
    0
    Ro_tt
    Đi chơi Noel em hay mua mấy cái ống nhựa bên trong có chứa chất lỏng màu xanh cầm búng búng mấy cái nó phát sáng đến ngày hôm sau, ko biết nó có liên quan gì với cái trên ko?
     
    pham.khoi, hunghang1988libieu thích nội dung này.
    1. bernerasu

      Tham gia:
      17/11/09
      Được thích:
      700
      Best Answers:
      0
      bernerasu
      TÍCH CỰC
      bernerasu @Ro_tt Chả biết nó làm bằng gì nữa
       
    2. libieu

      Tham gia:
      17/9/08
      Được thích:
      766
      Best Answers:
      0
      libieu
      TÍCH CỰC
      libieu @Ro_tt rất tiếc đó chỉ là vi khuẩn phát quang hoặc chất huỳnh quang hóa học loại phổ biến nhất dự vào cơ chế tác động lực làm cho các vi sinh vật từ trạn thái ngủ chuyển sang dạng di chuyển tự do kích hoạt quá trình phát sáng tự nhiên !
       
      Ro_tt thích nội dung này.
    3. Ro_tt

      Ro_tt Thành viên

      Tham gia:
      1/6/16
      Được thích:
      831
      Best Answers:
      0
      Ro_tt
      Ro_tt @libieu Giải thích hay quá bác.
       
    4. kungfu9999

      Tham gia:
      3/5/12
      Được thích:
      1,699
      Best Answers:
      0
      kungfu9999
      CAO CẤP
      kungfu9999 @Ro_tt cao nhân như bác mà cũng đi hỏi hang thắc mắc à:eek:
       
    5. Ro_tt

      Ro_tt Thành viên

      Tham gia:
      1/6/16
      Được thích:
      831
      Best Answers:
      0
      Ro_tt
      Ro_tt @kungfu9999 Em mà cao nhân gì bác, em thuộc dạng "cao tặc" nên phải hỏi thôi.
       
  5. Thành BMT

    Tham gia:
    4/5/15
    Được thích:
    443
    Best Answers:
    0
    Thành BMT
    ĐẠI BÀNG
    Đù ... Tưởng Durex quay sang sản xuất pin chớ :eek:
     
  6. libieu

    Tham gia:
    17/9/08
    Được thích:
    766
    Best Answers:
    0
    libieu
    TÍCH CỰC
    hi vọng sớm đem ra ứng dụng rộng rãi , chứ tình trạng này kéo dài nói thật mình không muốn sinh con và để nó sống trong môi trường ngày nay đâu :(
     
  7. Tminh3232

    Tham gia:
    17/11/14
    Được thích:
    2,141
    Best Answers:
    0
    Tminh3232
    CAO CẤP
    Tên của cô gái làm mình nghĩ đến dân Afganistan hay Pakistan. Không biết có phải không !?
    Timothy Cook và đồng tác giả nghiên cứu "Anjula M. Kosswattaarachchi."
     
    1. lonely_haipro

      Tham gia:
      21/9/10
      Được thích:
      790
      Best Answers:
      0
      lonely_haipro
      TÍCH CỰC
      lonely_haipro @Tminh3232 Em liên tưởng đến những cô gái Japan sexy đầy nóng bỏng! :D
       
  8. daotruong94

    Tham gia:
    17/3/15
    Được thích:
    10,203
    Best Answers:
    1
  9. Dương Chiêu

    Tham gia:
    21/11/16
    Được thích:
    3
    Best Answers:
    0
  10. LRA

    LRA

    Tham gia:
    22/3/11
    Được thích:
    4,500
    Best Answers:
    0
    LRA
    LRA
    VIP
    Như nhau cả mà. Chỉ khác là 1 Cook pin, 1 Cook Táo. :p
    Nhìn mặt & tên thì cũng 2 nước đó hoặc Ấn Độ.

    Lại thêm 1 công nghệ pin... Vấn đề muôn thuở là khi nào áp dụng được? :confused:
     
  11. angel48

    angel48 Thành viên

    Tham gia:
    30/6/16
    Được thích:
    102
    Best Answers:
    0
    angel48
    lại 1 trò lừa mới về pin để ăn cắp tiền của các nhà đầu tư.
     
    tatome_a7NganTran85 thích nội dung này.
    1. Ro_tt

      Ro_tt Thành viên

      Tham gia:
      1/6/16
      Được thích:
      831
      Best Answers:
      0
      Ro_tt
      Ro_tt @angel48 Chỉ được cái nói cho sướng cái đầu là giỏi rồi chờ cho những cái đầu giống như vậy like.
       
      mtancong thích nội dung này.
    2. Hải Laz

      Tham gia:
      30/7/15
      Được thích:
      358
      Best Answers:
      0
      Hải Laz
      ĐẠI BÀNG
      Hải Laz @angel48 how to ăn cắp :v các nhà đầu tư đâu có ngu đầu tư vào nếu nó là một trò lừa đảo :)
       
    3. kalenz

      Tham gia:
      16/3/09
      Được thích:
      154
      Best Answers:
      0
      kalenz
      ĐẠI BÀNG
      kalenz @angel48 nước ngoài chứ có phải việt nam đâu cha nội, haizz....
       
      Tminh3232 thích nội dung này.
  12. duyvankm

    Tham gia:
    27/6/11
    Được thích:
    554
    Best Answers:
    0
    duyvankm
    TÍCH CỰC
    Mẹ, ông nào Cook đều giỏi sao nhỉ
     
    1. forever or never

      Tham gia:
      26/10/13
      Được thích:
      424
      Best Answers:
      0
      forever or never
      TÍCH CỰC
      forever or never @duyvankm Maybe: Yan can cook; là 1 điển hình:D đúng với nghĩa của nó:p
       
      Tminh3232duyvankm thích nội dung này.
  13. lonely_haipro

    Tham gia:
    21/9/10
    Được thích:
    790
    Best Answers:
    0
    lonely_haipro
    TÍCH CỰC
    "thứ thuốc nhộm bắt mắtnày sẽ...."
    Mình cực dị ứng với những chủ đề bài viết giật tít câu view như thế này! Thông tin chính cần nằm ngay trên tiêu đề để người đọc có thể hiểu và nhớ 1 cách nhanh nhất!
     
    kieuqtoan thích nội dung này.
  14. kinh.chua.ne

    Tham gia:
    20/5/12
    Được thích:
    140
    Best Answers:
    0
    kinh.chua.ne
    ĐẠI BÀNG
    Đặt quả tít làm mình cứ liên tưởng đến báo lá cải
     
    1. Tminh3232

      Tham gia:
      17/11/14
      Được thích:
      2,141
      Best Answers:
      0
      Tminh3232
      CAO CẤP
      Tminh3232 @kinh.chua.ne Lá cải là còn xài ở chổ nấu được bát canh, cái này gọi là lá chuối héo thôi.
       
Đang tải...