Naujas „Ultra-Battery“ toks pat energijos tankus kaip ir sprogstamosios medžiagos

Baterijų energijos tankis yra nepaprastai svarbus kaip naujų technologijų veiksnys. Tuo tarpu grumtynės kuriant vis galingesnes baterijas kai kuriuos gamintojus netgi paskatino susimąstyti maitinantys mobiliuosius telefonus su daug energijos turinčiais angliavandeniliais, tokiais kaip propanas.

Štai kodėl tvirtinimai buvo pateikti dėl itin ankstyvos stadijos itin didelio akumuliatoriaus neseniai paskelbta žurnale Gamtos chemija yra tokie nuostabūs.

Jei pagalvotumėte, [tai] yra labiausiai kondensuota energijos kaupimo forma už branduolinės energijos ribų, sakė išradėjas Choong-Shik Yoo iš Vašingtono valstijos universiteto. Yoo itin didelė baterija susideda iš ksenono difluorido (XeF2), balto kristalo, naudojamo silicio laidininkams ėsdinti, suspausto iki itin tankios būsenos deimantinėje veržlėje, kuri sukuria daugiau nei dviejų milijonų atmosferų slėgį.

Taikant tokį slėgį XeF2, medžiaga metalizuojama, visi jos atomai suartinami, į naują stabilią būseną.

Šiame paveikslėlyje parodyta, kaip kristalas keičia spalvą keičiantis būsenoms: iš santykinai minkšto skaidraus kristalo virsta rausva dvimačio grafito formos šešiakampe struktūra, o tada, kai slėgis didesnis nei 70 gigapaskalių, tampa juodu trimačiu fluorito pavidalu. konstrukcija, kuri yra metalinė.

Itin tankioje būsenoje mechaninė energija, perduodama į metalizuotą XeF2, dabar yra saugoma pačioje medžiagoje kaip tam tikra cheminė energija. Viskas, ko reikia norint jį išleisti, yra vieno kristalo atomo trikdymas, dėl kurio visa metalizuota medžiaga spontaniškai išsiskleis, sako Yoo.

Reakcija tiesiogine prasme būtų sprogi. Akimirksniu XeF2 savo sukauptą energiją pavers šilumine energija beveik 100 % efektyvumu. XeF2 saugo apie 1 kilodžaulį energijos viename grame arba apie 10 % energijos, sukauptos skysto H2 ir O2 mišinio raketiniame kure, arba apie 20 % energijos, sukauptos viename iš galingiausių sprogmenų HMX. sako Yoo. Jis priduria, kad žiūrint kaip į potencialią energijos kaupimo terpę, šis atradimas priskiriamas naujai energetinių molekulių ar kietojo kuro klasei.

Kol neišsiaiškinsime, kaip sukurti raketomis varomą plataus vartojimo elektroniką, XeF2 paversti tinkama priemone energijai kaupti ir išleisti yra išsiaiškinti, kokių priemaišų pridėti, kad ji taptų stabili, kaip ir visas degiasis iškastinis kuras. yra apsupti, o tai vadiname plastikais.

Jei galvojate apie visas mums žinomas medžiagas, 95% ar daugiau yra metastabilios būklės, sako Yoo.

Metastabilumas yra pagrindinė medžiagų tyrimų problema ir būdinga daugeliui kitų medžiagų, kurios metalizuojasi ir įgyja egzotiškų savybių po to, kai buvo suspaustos iki ekstremalaus laipsnio, įskaitant CO2, N2, O2 ir tt Jei Yoo ir jo kolegos gali įveikti šią problemą dėl bendro medžiagos, kurios esant dideliam slėgiui gali įgyti naują molekulinę konfigūraciją, jos bus sukūrusios visiškai naują energijos kaupimo priemonę.

Tačiau iki šio tikslo dar toli – kol kas Yoo atradimas buvo susintetintas tik laboratorijoje, jo kiekis toks mažas, kad jį atplėšus jis nekelia jokio pavojaus.

Stebėkite Christopherį Mimsą „Twitter“. , arba susisiekite su juo el .

paslėpti