utair

Аккумуляторы безэлектролитные создают учёные СПбПУ

 Аккумуляторы безэлектролитные  создают учёные СПбПУ

традиционный аккумулятор

Санкт-Петербург / AbsolutTV.ru / Ученым Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого совместно с французскими, швейцарскими и польскими коллегами в ходе эксперимента удалось зафиксировать неожиданные явления в кристаллической решетке антисегнетоэлектрика цирконата свинца. Данное открытие – это первый шаг к созданию безэлектролитных аккумуляторов, сообщает пресс-служба СПбПУ.

Статья исследователей «Несоразмерные фазы в функциональных материалах. Критическое рассеяние и несоразмерные фазовые переходы» опубликована в высокорейтинговом международном  журнале "Scientific Reports” группы Nature.

В ходе эксперимента ученые стремились понять микроскопическую физику одного из наиболее сложных для теоретического описания антисегнетоэлектриков, модельного объекта данной группы – цирконата свинца. Свойства этого кристалла наиболее репрезентативны в данной группе, и, изучив их, полученные сведения можно расширить на свойства достаточно большого круга материалов. Это необходимо для создания функциональных «умных» материалов (smart materials), то есть материалов с заранее заданными свойствами.

Кристаллы PbZrO3 под воздействием внешних факторов могут иметь два типа упорядочения кристаллической решетки, для которых диполи, вызванные смещениями положительных ионов свинца, выстраиваются параллельно или антипараллельно друг другу. От того, какой тип упорядочения будет выбран, и зависят функциональные свойства материала.

Для анализа возникающих свойств необходимо понимать, как структура материала откликается на изменение внешних параметров, например температуры, давления, поля. В ходе эксперимента научная группа проверяла, как на материал воздействует одновременное изменение температуры и давления. Для анализа кристаллической структуры использовали рассеяние синхротронного излучения на источнике ESRF (European Synchrotron Radiation Facility). Именно синхротронный источник необходим для обеспечения сильного потока фотонов, при помощи которого оказывается возможным изучение не только Брэгговского, но и диффузного рассеяния (рассеяния «между» Брэгговскими отражениями). Именно за счет диффузного рассеяния удалось обнаружить неизвестные процессы, происходящие в структуре кристалла.

 

Аккумуляторы безэлектролитные  создают учёные СПбПУ

 

Распределения диффузного рассеяния рентгеновского излучения в новой фазе PbZrO3. Верхний и нижний ряды соответствуют разным доменным конфигурациям

Исследователи открыли две новые кристаллические фазы при высоких температурах и давлениях.

Подобные условия приближены к тем, что могут быть созданы в перспективных энергонакопителях (аккумуляторах), запасание и отдача энергии в которых происходит за счет переключения между кристаллическими фазами различной структуры. Такие структурные переключения позволят высвобождать значительные объемы энергии в очень короткие промежутки времени, а отсутствие электролитов имеет очевидные преимущества с точки зрения простоты интеграции и миниатюризации энергозапасающих элементов.

В ходе исследования ученым удалось зафиксировать весьма редко встречающееся явление  в  кристаллической структуре диэлектриков – образование несоразмерной фазы. Этот объект в науке достаточно сложно описать теоретически. Ученые СПбПУ совместно с коллегами  выяснили, что цирконат свинца  как раз является таким функциональным материалом, в котором реализуются несоразмерные фазы. «Исходя из макроскопических измерений, у исследователей были подозрения, что существующие теории, описывающие кристаллическую решетку, требуют пересмотра. Возникали противоречия при изменении температуры и давления, в связи с чем мы хотели выяснить, какие процессы происходят на микроуровнях. Так, в ходе эксперимента мы впервые идентифицировали несоразмерную фазу в беспримесном антисегнетоэлектрике», – пояснил Р.Г. Бурковский, доцент кафедры «Физическая электроника» Института физики, нанотехнологий и телекоммуникаций СПбПУ, первый автор статьи.

Теперь перед научным сообществом встает задача построения теоретических моделей, непротиворечиво описывающих энергетические состояния в кристаллической решетке и их реакцию на внешние воздействия. «Мы доказали, что такие состояния в кристаллической решетке существуют, тем самым поставили задачу перед научным сообществом, решив которую, мы сделаем большой шаг в описании функциональных материалов», – уверен Роман Георгиевич.

фото: архив autoban.by

 

Фотогалерея
Аккумуляторы безэлектролитные  создают учёные СПбПУ
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо зайти на сайт под своим именем.

комментарии

Ваше имя: *
Ваш e-mail: *

Подписаться на комментарии

Код: Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:

Свежие новости

13:08
Хоккеист Кравцов не разрывает контракт с челябинским «Трактором»
11:34
Венгрия будет получать российский газ в обход Украины
10:07
Психологи считают, что для повышения умственной деятельности нужно слушать музыку
00:38
Сборная России проиграла команде Бельгии в отборочном матче Чемпионата Европы 2020
17:04
ЦИК отказал Грудинину в передаче мандата депутата Госдумы
13:16
Поиск работы петербуржцам осложняет диплом «Экономика и управление»
11:45
Выплаты по ОСАГО увеличить в несколько раз предлагает Правительство РФ
10:06
Железнодорожный мост через Амур соединили Россия и Китай
09:48
Металлический «сэндвич» приготовили ученые СПбГУ
19:28
Конкурс «Мисс Института физического воспитания и спорта» провели в Луганске
16:57
Алина Загитова выиграла короткую программу на ЧМ в Японии
14:02
Международная выставка iENA-2019 состоялась в Нюрнберге
11:05
Глава Республики Алтай Александр Бердников подал в отставку
10:28
Касым-Жомарт Токаев стал президентом Казахстана
10:05
"Аэрофлот" и "Россия" предложат безбагажные тарифы пассажирам
20:21
Стал известен состав сборной России на финальный этап Кубка мира по биатлону
15:15
Opel возвращается на рынок России
13:54
Apple выпустила новые модели iPad с мощными процессорами
09:55
Законы о борьбе с фейками и оскорблением госсимволов будут под надзором Совета Федерации
08:04
Известное лекарство может вызывать остановку сердца. Ученые признали его опасным
Больше новостей