Учёные разработали первый в мире металлический гель для будущей энергетики

Учёные из Техасского университета A&M разработали уникальный материал — металлический гель, способный выдерживать экстремально высокие температуры. Это открытие может стать прорывом в области энергетики и двигателестроения. Гель сочетает в себе свойства твёрдого тела и жидкого металла, не разрушаясь при сильном нагреве.

Процесс создания металлического геля включает смешивание двух металлических порошков и их нагрев до температуры плавления одного из металлов. Твёрдый металл образует ультратонкий каркас, удерживающий расплавленный металл внутри. Руководитель исследования, доктор Майкл Дж. Демкович, отметил, что ранее металлические гели не были известны, поскольку считалось невозможным удержать жидкий металл с помощью внутренней структуры. Образование гелей происходит при температурах около 1000 градусов Цельсия и выше.

Одним из перспективных применений нового материала может стать решение проблемы жидко-металлических батарей.

Такие батареи отличаются долговечностью, но их жидкие компоненты могут смещаться, вызывая короткое замыкание. Металлический гель фиксирует жидкий металл на месте, что позволяет использовать такие батареи на подвижных объектах, таких как корабли и тяжёлая промышленная техника.

Для проверки концепции исследователи создали прототип батареи с электродами из металлического геля, состоящего из железа, висмута и кальция. Прототип успешно вырабатывал электричество. Открытие металлического геля стало результатом изучения поведения металлических композитов при нагревании. Дальнейшие эксперименты показали, что твёрдый металл образует скелет, удерживающий жидкий металл.

Перспективы применения металлического геля не ограничиваются батареями. Подобная структура может использоваться для поддержки расплавленных солевых электролитов, что открывает возможности для создания систем питания для гиперзвуковых летательных аппаратов, работающих в условиях экстремальных температур.