پایگاه خبری فولاد ایران - تیم تحقیقاتی دانشگاه Texas A&M موفق به ابداع ماده‌ای جدید به نام «ژل فلزی» شده‌اند که می‌تواند نقطه عطفی در مواد با دمای کاری بالا باشد. برخلاف ژل‌های معمولی که بر پایه پلیمرها یا ترکیبات آلی ساخته می‌شوند، این ماده کاملاً از فلزات تشکیل شده و در دماهای بالاتر از ۱۰۰۰ درجه سلسیوس (۱۸۳۲ درجه فارنهایت) به‌طور ساختاری پایدار باقی می‌ماند.
طبق خبر منتشره در سایت environmentenergyleader، این کشف به رهبری دکتر مایکل جی دمکوویچ در حین آزمایش‌های ترکیبات مس و تانتالوم رخ داد. هنگام گرم شدن، مس به حالت مایع درآمد اما تانتالوم ساختار جامد خود را حفظ کرد و چارچوب ریزمقیاسی ایجاد کرد که فلز مایع را در بر گرفت و ساختاری شبیه به ژل شکل گرفت. این ماده نه تنها شکل خود را حفظ کرد بلکه هم خواص شکل‌پذیری مایع و هم استحکام جامد را داشت.
با تصویربرداری CT این ساختار داخلی تأیید شد. گرچه مس و تانتالوم برای ذخیره انرژی مناسب نیستند، تیم به سرعت ترکیبات مناسب‌تری مانند کلسیم، بیسموت و آهن را برای کاربردهای باتری بررسی کرد.
باتری‌های فلز مایع (LMB) به‌دلیل دوام و طول عمر بالا، به ویژه در ذخیره انرژی شبکه، شناخته شده‌اند. اما بزرگترین محدودیت آن‌ها قابلیت حمل و حرکت بوده است، زیرا لایه‌های فلز مایع در صورت حرکت می‌توانند جابجا شده و باعث اتصال کوتاه یا خرابی شوند.
ژل فلزی Texas A&M می‌تواند این مشکل را حل کند. با استفاده از چارچوب فلزی پایدار که فلز مایع را نگه می‌دارد، باتری‌های فلز مایع می‌توانند حتی در حین حرکت شکل خود را حفظ کنند و این موضوع آن‌ها را برای کاربردهای سیار مانند وسایل نقلیه، هوافضا و فناوری‌های دفاعی مناسب می‌سازد.
برای آزمایش، تیم یک باتری نمونه ساخت که الکترودهایی مکعبی شکل داشت: آند از ترکیب کلسیم مایع و آهن جامد و کاتد از ترکیب بیسموت و آهن ساخته شده بود. این الکترودها در نمک مذاب به عنوان الکترولیت غوطه‌ور شدند و سلول با موفقیت برق تولید کرد در حالی که ساختار الکترودها پایدار باقی ماند.
یکی از اهداف بلندمدت این ماده، تأمین انرژی وسایل نقلیه هایپرسونیک است، جایی که باتری‌های سنتی به دلیل حرارت شدید کارایی ندارند. کنسرسیوم هایپرسونیک کاربردی Texas A&M در حال بررسی این امکان است که ژل فلزی بتواند مقاومت دمایی بالا و انتقال انرژی کارآمد را فراهم کند.
منبع: environmentenergyleader