Piller ve Diğer Enerji Dönüşüm Cihazları İçin Yeni Malzeme

Araştırmacılar, enerji depolama ve dönüştürme cihazları için ideal olan, yüksek iyonik iletkenliğe ve düşük termal iletkenliğe sahip yeni bir malzeme keşfetti.

Northwestern Üniversitesi’nde ABD Enerji Bakanlığı’nın (DOE) Argonne Ulusal Laboratuvarı’nda ortak bir randevu ile profesör olan Mercouri Kanatzidis, alışılmadık davranışa sahip yeni bir süper iletken bulma üzerine araştırma yapıyordu. Ancak bunun yerine, yalnızca dört atom kalınlığında ve yüklü parçacıkların hareketini yalnızca iki boyutta incelemeye izin veren beklenmedik bir malzeme keşfi yaptı.

Üç boyutlu uzayda yüklerin hareketi hakkında çok şey biliniyor, ancak iki boyutlu yüklü parçacıkların hareketi hakkında çok az şey biliniyor. 2D yarı iletkenler alanındaki gelişmeler nedeniyle, bu tür bilgiler değerlidir.

Süper iletken malzemeler, çok düşük sıcaklıklara soğutulduğunda elektronların hareketine karşı tüm direncini kaybeder. Argonne Malzeme Bilimi Bölümü’nde (MSD) kıdemli bir bilim adamı olan Kanatzidis, “Bu malzeme hiç de süper iletken değildi ve biz de onu yapamadık” dedi. “Ama benim için sürpriz bir şekilde, süperiyonik bir iletkenin harika bir örneği olduğu ortaya çıktı.”

Süper iyonik iletkenlerde, yüklü iyonlar serbestçe hareket eder ve bu da alışılmadık derecede yüksek iyonik iletkenliğe neden olur. Yüksek iyonik iletkenlik ile düşük termal iletkenlik gelir. Bu, ısının kolayca geçmediği anlamına gelir. Bu özelliklerinden dolayı bu malzemeler enerji depolama ve dönüştürme cihazları için idealdir.

MSD’nin baş malzeme bilimcisi Duck Young Chung, “Bu özellikler, piller ve yakıt hücreleri için yeni iki boyutlu katı elektrolitler tasarlayanlar için çok önemli” dedi.

Araştırmacılar, bu süperiyonik malzeme ile yapılan çalışmaların, enerji santrallerinde, endüstriyel süreçlerde ve hatta otomobil emisyonlarından çıkan egzoz gazında ısıyı elektriğe dönüştüren yeni termoelektriklerin tasarlanmasında da etkili olabileceğine inanıyor. Ve bu tür çalışmalar, çevresel temizlik ve suyun tuzdan arındırılması için membranlar tasarlamak için kullanılabilir.

Araştırma dergide yayınlandı Doğa Malzemeleri.


Önerilen makaleler

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir