Istraživači sa Sveučilišta Texas A&M su stvorili prvi metalni gel na svijetu, materijal koji može izdržati ekstremne topline i mogao bi promijeniti način na koji se energiju pohranjuje i koristi.

Metalni gel nije bio dio izvornog cilja istraživanja, koje je proučavalo kako se metalni kompoziti ponašaju kada se zagrijavaju.

Za razliku od uobičajenih gelova koji koriste organske materijale za držanje tekućina na sobnoj temperaturi, ovaj je gel u potpunosti napravljen od metala.

Stvara se miješanjem dva metala u prahu i zagrijavanjem smjese dok se jedan ne otopi, a drugi ostane čvrst. Čvrsti metal tvori fini kostur koji zarobljava rastaljeni unutra. Rezultat izgleda čvrsto, ali sadrži tekućinu unutra, dajući mu teksturu i svojstva gela.

Nove baterije za brodove i teška industrijska vozila

Pošto se jedan od metala mora rastopiti tijekom procesa, metalni gelovi nastaju samo na vrlo visokim temperaturama, često oko 1000 Celzijusovih stupnjeva, ovisno o korištenim metalima.

Otkriće bi moglo pomoći u rješavanju dugotrajnog ograničenja tekućih metalnih baterija. Ove baterije pohranjuju i oslobađaju velike količine energije koristeći rastaljene slojeve umjesto čvrstih elektroda.

Njihovi tekući dijelovi čine ih izdržljivima jer se ne troše tako brzo kao konvencionalne baterije. Ali, imaju i slabost. Kada se baterije kreću, tekućina unutra može se pomaknuti i uzrokovati kratki spoj.

Metalni gelovi mogli bi riješiti taj problem. Držeći tekući metal na mjestu, mogli bi omogućiti korištenje tekućih metalnih baterija u pokretnim sustavima poput brodova ili teških industrijskih vozila koji mogu podnijeti visoku toplinu.

Uspješno testiranje

Kako bi testirali ovu ideju, istraživači su izgradili mali prototip baterije koristeći dvije elektrode u obliku kocke. Anoda je bila napravljena od mješavine tekućeg kalcija i krutog željeza, dok je katoda koristila tekući bizmut i željezo.

Obje elektrode su bile smještene u rastaljenu sol, što je omogućilo prolaz električnog naboja između njih. Postrojenje je proizvodilo električnu energiju, a uglavnom tekuće elektrode su zadržale svoj oblik i funkcionirale kako je predviđeno.

Kako bi razumjeli strukturu, tim je koristio mikro-CT skeniranje visoke rezolucije. Skeniranja su pokazala kako tantal tvori čvrsti kostur koji unutra drži tekući bakar. Istraživači su se zatim prebacili na praktičnije metale poput željeza, bizmuta i kalcija.