دانشمندان امریکایی نسل جدیدی از پیلهای سوختی کوچک از جنس شیشه های فلزی توده‌یی ابداع کرده اند که قادرند به مدت یک روز توان مورد نیاز وسایل الکترونیکی کوچک را به شیوه ای پاک تأمین کنند.
به گزارش ایسنا، محققان دانشگاه ییل طی طرحی جدید به جای استفاده از سیلیکون و فولاد ضدزنگ که معمولاً برای ساخت پیلهای سوختی کوچک از آنها استفاده می‌شود و به دلیل آسیب پذیری، ناکارآمدی و گران بودن گزینه های مطلوبی به شمار نمی‌آیند، از شیشه های فلزی توده یی یا حجمی استفاده کردند.
سیلیکون یک ماده شکننده و رسانای ضعیف الکتریکی است و فولاد ضدزنگ هم بسیار مستعد خوردگی است. این بدین معناست که مواد نام برده، نیازمند یک روکش خاص هستند که قطعاً موجب بالا رفتن هزینه های تولید می‌شود. از طرفی ساخت اجزای فلزی در مقیاس نانو، کاری پیچیده و زمانبر است. از این رو محققان ییل راه حل استفاده از BMG ها را پیشنهاد کردند.
اتمهای این آلیاژ فلزی در مقایسه با کریستالهای منظم ساخته شده از فلزات معمولی بیشتر به صورت تصادفی آرایش یافته اند؛ از این رو ساختاری سخت - به محکمی فولاد - اما الاستیک و بادوام و در عین حال انعطاف پذیر و هادی جریان الکتریسته دارند.
آندره تیلور، استادیار مهندسی شیمی و محیط زیست دانشکده مهندسی و علوم کاربردی دانشگاه ییل و از محققین اصلی این گروه در مورد این ماده گفت: «این آلیاژ آمورف، یک ماده شگفت‌انگیز است که به سادگی می‌توان آن را به صورت نانوساختارهایی کوچک و بزرگ شکل داد و در عین حال
خواص مناسب آن را هم برای طیف گسترده‌ای از کاربردهای الکتروشیمیایی حفظ کرد.»
این محققان با استفاده از فرآیندی کارآمد و ارزان با نام «فرآوری ترموپلاستیک » توانستند شیشه های فلزی را مانند پلاستیکها شکل داده و به طور چشمگیری هزینه های ساخت را کاهش دهند و امکان ساخت شکلهای ظریف و پیچیده را فراهم کنند.
آزمایش‌ها نشان داده این پیلهای سوختی کوچک که اندازه آنها تنها سه سانتی متر مکعب است و بر پایه ترکیبات پلاتین و زیرکونیوم تهیه شده اند می توانند به مدت یک روز توانی کم هزینه، بادوام و سازگار با محیط زیست را برای وسایل الکترونیکی کوچک مانند کامپیوترهای تبلت، تلفنهای هوشمند و حسگرهای از راه دور تأمین کنند. در حال حاضر محققان در تلاشند که بازدهی این محصول جدید را بهبود بخشند.
به گزارش ایسنا، محققان دانشگاه ییل طی طرحی جدید به جای استفاده از سیلیکون و فولاد ضدزنگ که معمولاً برای ساخت پیلهای سوختی کوچک از آنها استفاده می‌شود و به دلیل آسیب پذیری، ناکارآمدی و گران بودن گزینه های مطلوبی به شمار نمی‌آیند، از شیشه های فلزی توده یی یا حجمی استفاده کردند.
سیلیکون یک ماده شکننده و رسانای ضعیف الکتریکی است و فولاد ضدزنگ هم بسیار مستعد خوردگی است. این بدین معناست که مواد نام برده، نیازمند یک روکش خاص هستند که قطعاً موجب بالا رفتن هزینه های تولید می‌شود. از طرفی ساخت اجزای فلزی در مقیاس نانو، کاری پیچیده و زمانبر است. از این رو محققان ییل راه حل استفاده از BMG ها را پیشنهاد کردند.
اتمهای این آلیاژ فلزی در مقایسه با کریستالهای منظم ساخته شده از فلزات معمولی بیشتر به صورت تصادفی آرایش یافته اند؛ از این رو ساختاری سخت - به محکمی فولاد - اما الاستیک و بادوام و در عین حال انعطاف پذیر و هادی جریان الکتریسته دارند.
آندره تیلور، استادیار مهندسی شیمی و محیط زیست دانشکده مهندسی و علوم کاربردی دانشگاه ییل و از محققین اصلی این گروه در مورد این ماده گفت: «این آلیاژ آمورف، یک ماده شگفت‌انگیز است که به سادگی می‌توان آن را به صورت نانوساختارهایی کوچک و بزرگ شکل داد و در عین حال
خواص مناسب آن را هم برای طیف گسترده‌ای از کاربردهای الکتروشیمیایی حفظ کرد.»
این محققان با استفاده از فرآیندی کارآمد و ارزان با نام «فرآوری ترموپلاستیک » توانستند شیشه های فلزی را مانند پلاستیکها شکل داده و به طور چشمگیری هزینه های ساخت را کاهش دهند و امکان ساخت شکلهای ظریف و پیچیده را فراهم کنند.
آزمایش‌ها نشان داده این پیلهای سوختی کوچک که اندازه آنها تنها سه سانتی متر مکعب است و بر پایه ترکیبات پلاتین و زیرکونیوم تهیه شده اند می توانند به مدت یک روز توانی کم هزینه، بادوام و سازگار با محیط زیست را برای وسایل الکترونیکی کوچک مانند کامپیوترهای تبلت، تلفنهای هوشمند و حسگرهای از راه دور تأمین کنند. در حال حاضر محققان در تلاشند که بازدهی این محصول جدید را بهبود بخشند.