Chế tạo thành công vật liệu có khả năng lưu trữ rất nhiều năng lượng

(share-all.com)Bằng cách sử dụng một lực nén siêu lớn, các nhà nghiên cứu từ đại học Washinton (WSU) đã tạo ra một vật liệu nhỏ gọn có khả năng lưu trữ rất nhiều năng lượng mà chúng ta chưa từng thấy trước đây. Nhóm nghiên cứu cho biết, tiềm năng của vật liệu là tạo ra một nguồn nhiên liệu mới, thiết bị lưu trữ năng lượng, vật liệu siêu oxi hóa có thể phá hủy các tác nhân hóa sinh học và chất siêu dẫn chịu nhiệt cao.

Nhóm nghiên cứu đã tạo ra vật liệu trong một khuôn ép được gọi là Diamond anvil - đây là một thiết bị có đường kính từ 5 đến 7cm gồm 2 viên kim cương đối chiều nhau và vật mẫu sẽ được đặt giữa đáy 2 viên kim cương. Máy có thể tạo ra lực nén siêu lớn trong một không gian hẹp. Khuôn ép chứa Xenon diflouride (XeF2) - một tinh thể màu trắng được sử dụng để khắc lên các chất dẫn silion, XeF2 được nén bởi 2 khối kim cương.

Ở áp suất không khí bình thường, các phân tử trong vật liệu sẽ nằm cách xa nhau. Nhưng khi được tăng lực nén trong khuôn, vật liệu sẽ trở thành dạng bán dẫn 2 chiều giống than chì. Ở lực nén khoảng 50 GPa (Gigapascal), XeF2 chuyển đổi thành dạng bán dẫn XeF4 2 chiều có cấu trúc phân lớp lục giác màu đỏ hồng. Nếu lực nén trên 70GPa, vật liệu tiếp tục chuyển đổi thành XeF8 3 chiều có cấu trúc đa diện màu đen.

Sau cùng, các nhà nghiên cứu tăng áp lực lên hơn 1 triệu atm, lúc này có thể so sánh với lực nén tại tâm trái đất. Giáo sư hóa học của WSU, Choong-Shik Yoo cho biết: tất cả lực nén sẽ khiến các phân tử tạo thành cấu trúc mạng lưới 3 chiều chặt chẽ. Trong suốt quy trình thực hiện, một lượng lớn năng lượng cơ học của quá trình nén ép sẽ được lưu trữ như năng lượng hóa học trong các liên kết phân tử.

Theo Yoo, mặc dù nghiên cứu này chỉ là khoa học cơ bản, nhưng nó cho thấy khả năng lưu trữ năng lượng cơ học thành năng lượng hóa học trong một vật liệu có liên kết hóa học bền vững.

Nguồn: Gizmag