Небывалое вещество показало путь к хранению энергии

Специалисты из университета Вашингтона (WSU) использовали сверхвысокое давление, аналогичное существующему в недрах Земли или бездне планет-гигантов, и создали невиданный прежде материал. По удельной емкости это – самое высокоплотное энергетическое хранилище химического типа. Об этом сообщает MIGnews.com

Ведущий автор исследования профессор Чхонк-Шик Ео говорит о новом материале так: «Это наиболее сжатая форма хранения энергии, за исключением ядерной». Нетрудно догадаться, какие перспективы сулит освоение такой «упаковки» на практике.

Как поясняет пресс-релиз WSU, химики поместили внутрь ячейки высокого давления (5 х 8 сантиметров) с алмазными наковальнями порцию дифторида ксенона (XeF2). Это вещество используется для травления кремния в микроэлектромеханических системах, а также его задействуют при синтезе сверхпроводников.

В обычных условиях дифторид ксенона — твердый белый кристалл, диэлектрик, а его линейные молекулы находятся на сравнительно большом расстоянии друг от друга. Однако под высоким давлением картина радикально меняется: материал меняет структуру с молекулярной на атомарную, а кристаллическая решетка перестраивается, обеспечивая появление в образце металлических свойств.

При 50 гигапаскалях (500 тысяч атмосфер) XeF2 превращается в красноватый полупроводник, содержащий XeF4 (тут имеется в виду элементарная ячейка кристалла) с двумерной слоистой графитоподобной решеткой.

При сжатии выше 70 ГПа часть образца трансформируется в черный состав с металлическими свойствами — XeF8 (его ученые наблюдали впервые). Решетка этого материала составлена уже из сложных многогранников, формирующих «тугие» трехмерные связи.

Ученые полагают, что дальнейшее развитие опытов может привести к появлению нового класса энергетических материалов и топлива, необычных устройств для хранения энергии, суперокислителей для уничтожения химических и биологических агентов, к созданию новых высокотемпературных сверхпроводников.