Udnyttelse af geometrisk frustration til at tune batterier for større kraft

En ny generation af kraftigere batterier til telefoner og kameraer kan være resultatet af banebrydende forskning ledet af forskere ved University of Kent.

Forskere fra Universitetets School of Physical Sciences (SPS), samarbejde med videnskabsmænd fra andre europæiske institutioner, formuleret en opskrift til at øge den hastighed, hvormed et fast materiale - et kunstigt mineral - kan lede ladning.

Holdet fandt ud af, at et fænomen kendt som geometrisk frustration kan bruges i denne proces til at øge ladningstransporthastigheden i det faste materiale på en måde, der kan sammenlignes med opvarmning af dette materiale.

Ved at gøre brug af dette fænomen, holdet var i stand til at 'tune' materialer til brug i fremtidige batterier og brændselsceller for at fremskynde ionisk ledningsevne.

Ledende forsker Dr. Dean Sayle og hans team i SPS fandt ud af, at geometrisk frustration brød den regimentede dannelse af atomer i materialet op, fører til et mere uordnet mønster. Dette uordnede mønster tillod ladningen at passere gennem materialet med en meget højere hastighed.

Dr. Sayle sagde:"Forstyrrelser kan skabes af geometrisk frustration, der kan forstås som tilfældigt at give to slags forskellige størrelser paraplyer til en regimenteret parade af mennesker og bede dem om at stille dem op og komme så tæt sammen, som størrelsen af ​​paraplyerne tillader .

'Naturligt, dette vil føre til en ødelæggelse af den tidligere formation mod en uordnet formation, der udviser et stort antal huller. Tilsvarende vi brugte geometrisk frustration til at gøre atomerne uordnede ved at blande to forskelligt store atomer sammen, hvilket øgede ladningstransporten med 100, 000'.

Samt mere kraftfulde batterier, den nye teknik kan føre til udvikling af nye energimaterialer med nul-emissioner.