В результате новаторского исследования ученых из Кентского университета (Великобритания), в будущем может появиться новое поколение аккумуляторных батарей для цифровых устройств, которые будут заряжаться гораздо быстрее.
Сотрудники кафедры физики совместно со специалистами из других европейских университетов придумали способ, как увеличить скорость, с которой твердый материал проводит электрический заряд. По мнению ученых, в этом процессе может быть использовано такое явление, как геометрическая фрустрация. Согласно Википедии, при этом явлении геометрические свойства кристаллической решетки из-за наличия противодействующих межатомных сил делают невозможной одновременную минимизацию энергии взаимодействия в заданном месте. Скорость перемещения заряда в твердом материале при геометрической фрустрации сопоставима с его нагреванием.
Используя это явление, команда ученых смогла подстроить материалы для ускорения ионной проводимости, которые, вполне возможно, будут использоваться в будущих аккумуляторных батареях и топливных элементах. При этом они обнаружили, что геометрическая фрустрация разгоняет образование атомов в материале, и это приводит к их неупорядоченному рисунку. Это способствовало тому, что заряд проходит сквозь материал с гораздо более высокой скоростью. Сами авторы сравнивают свое исследование с тем, как в организованном большом потоке людей случайным образом открыть два зонтика разных размеров и сказать людям спрятаться под ними как можно плотнее.
«Естественно, это приводит к разрушению прежнего образования, к некоторому хаосу, создавая большое количество пробелов. Мы использовали геометрическую фрустрацию, чтобы сделать атомы неупорядоченными путем смешивания два разных размера атомов. Это увеличило транспортировку заряда на 100 тыс.», — прокомментировал один из авторов исследования.
Подобная технология может привести к появлению и развитию новых энергетических материалов с нулевыми выбросами.
