Батареї майбутнього будуть із гелю: експеримент учених призвів до несподіваного відкриття

Відкриття належить дослідникам із Техаського університету A&M (США), пише interestingengineering.com. Завдяки йому можна буде створювати портативні батареї на основі рідких металів для промислового обладнання.

Звісно, це не такий гель, який використовується в косметиці або мийних засобах, пояснює видання: він витримує екстремальні температури і може вплинути на те, як великі батареї зберігають і віддають енергію.

Історія його створення досить незвичайна: спочатку команда фахівців ставила собі завдання зрозуміти поведінку суміші металів під час впливу високої температури. Але під час одного експерименту з сумішшю міді й танталу вчені помітили щось несподіване.

Під час нагрівання мідь розплавилася і перетворилася на рідину, а тантал залишився твердим, утворивши мікроскопічний каркас. Метали не склалися в єдине ціле, як очікували експериментатори, а натомість рідка мідь виявилася "замкненою" всередині танталового каркаса, утворивши гелеподібну металеву структуру. Таким чином було виявлено новий клас матеріалів, у якому плинність рідин поєднується зі стійкістю твердих тіл.

Металевий гель і батареї нового покоління

Звичайні гелі складаються з органічних матеріалів, які утримують рідини за кімнатної температури. А для утворення і збереження стабільності металевого гелю потрібна температура близько 1000°C, залежно від використовуваних металів.

Тому такий гель ідеально підійде для застосування в процесах із високими температурами (наприклад, для систем накопичення енергії).

Як кажуть самі вчені, раніше ідея металевого гелю нікому не спадала на думку, оскільки "ніхто не думав, що рідкі метали можуть підтримуватися внутрішнім надтонким скелетом".

Щоб довести практичне застосування нового матеріалу, дослідники сконструювали рідкометалеву батарею, використовуючи металічний гель як електрод.

Традиційні літій-металеві батареї ефективно зберігають великий обсяг енергії, але їх застосування пов'язане з певними ризиками: рідина всередині батареї переміщується під час руху, а це може призвести до короткого замикання.

Металеві гелі пропонують гарне рішення проблеми: вони знерухомлюють рідкий компонент без шкоди для продуктивності.

Вчені провели ще низку експериментів з іншими металами, використовуючи пари "рідкий кальцій + тверде залізо" і "рідкий вісмут + залізо". Електроди, під час занурення в розплавлену сіль, успішно генерували електрику, зберігаючи при цьому свою структуру.

Раніше повідомлялося, що батарея майбутнього не боїться температури 200°C і проколювання цвяхом. До того ж, на відміну від літій-іонних аналогів, вона не схильна до ризику загоряння.