全球首款金屬凝膠問世，有望革新液態金屬電池儲能技術

這一發現使得適用于工業機械供電的便攜式或可運輸液態金屬電池成為可能。

美國得克薩斯農工大學的研究人員取得了一項突破性進展，成功研發出全球首款金屬凝膠，這是一種由多種金屬制成的具有凝膠特性的材料。

與日?；瘖y品或清潔產品中的凝膠不同，這種凝膠能夠承受極端高溫，并可能改變大型電池存儲和輸送電力的方式。

這項研究由材料科學與工程系教授邁克爾·德姆科維奇博士和博士生查爾斯·博倫斯坦牽頭，最初是一項關于金屬復合材料的探索性研究。

更多實驗細節

該團隊最初旨在了解金屬混合物在高溫下的行為。然而，在一次涉及銅鉭混合物的實驗中，他們觀察到了意想不到的現象。

加熱時，銅熔化成液體，而鉭保持固態，形成微觀支架。液態銅并未匯聚成池，而是被束縛在這種固態框架內，從而產生了一種能夠保持形狀的凝膠狀金屬結構。

這一意外發現揭示了一類新型材料，它結合了液體的流動性和固體的穩定性。

從偶然發現到實際應用

傳統凝膠由有機材料構成，在室溫下能將液體固定住。相比之下，金屬凝膠需要接近1000攝氏度（1832華氏度）的高溫才能形成并保持穩定，具體溫度取決于所使用的金屬。

這使得它們特別適合高溫應用，例如需要兼具耐久性和導電性的儲能系統或工業流程。

邁克爾·德姆科維奇博士表示："此前從未有金屬凝膠的報道，可能是因為沒有人想到液態金屬能夠被內部超細骨架支撐。"

他補充道："在這種情況下令人驚訝的是，當主要成分 —— 銅 —— 熔化成液體時，它并沒有僅僅坍塌成一灘。如果是純銅，就會出現這種情況。"

為了展示這種材料的實際潛力，研究人員使用金屬凝膠作為電極構建了一個液態金屬電池。

液態金屬電池能夠高效儲存大量能量，但由于電池內部液體在運動時會發生位移，可能導致短路，其應用此前一直局限于固定系統。

金屬凝膠通過固定液體成分而不犧牲性能，提供了一種潛在的解決方案。

為下一代電池鋪平道路

在實驗室原型中，一個電極由液態鈣和固態鐵組合制成，而另一個電極則包含液態鉍和鐵。這些電極浸入熔鹽中后，成功產生了電力，同時保持了其結構和穩定性。

研究結果表明，金屬凝膠使得便攜式或可運輸液態金屬電池成為可能，適用于船舶、工業機械或高溫環境供電。

通過高分辨率微計算機斷層掃描，研究團隊確認鉭形成了剛性內部框架，將液態銅束縛在微觀空腔內。

雖然銅和鉭并非商業電池的理想材料，但它們截然不同的特性使其非常適用于理解材料的內部結構。

研究人員稱，這項創新可能為新型混合金屬材料和穩定的高容量能源系統開辟道路。

如果朋友們喜歡，敬請關注“知新了了”！