В рубрике «Поговорим о науке» «Военное обозрение» предлагает обсудить тему современных источников энергии. В данном случае речь пойдёт о так называемых самозарядных аккумуляторах, которые, как любят говорить в СМИ, в своей работе основаны на «новых физических принципах». Правда, при этом сам термин «новые физические принципы» звучит странно, потому что физика (природа) существует вне зависимости от того, какими её принципами в данный момент руководствуется тот или иной человек.
Речь пойдёт о совместной разработке португальских и американских учёных. Для создания самозарядного аккумулятора они использовали особый материал, который называют аморфным металлом или металлическим стеклом. У таких веществ отсутствует так называемый дальний (глубокий) порядок. При этом используемое учёными вещество обладает сегнетоэлектрическими свойствами. Это означает, что в определённом температурном диапазоне в веществе и при отсутствии внешнего электрического поля возникает спонтанная поляризация. При выходе из температурного интервала спонтанная поляризация исчезает вследствие изменения внутренней структуры вещества.
Такое вещество с целым набором «оригинальных» физических свойств используют в качестве электролита аккумуляторной батареи. Выходная мощность такой батареи существенно выше ранее созданных аналогов вследствие того, что в одной ячейке сочетаются как отрицательная ёмкость, так и отрицательное сопротивление. Такое сочетание позволяет осуществлять самозарядку без потери энергии. Термин «без потери энергии» используют сами разработчики.
Какие конкретно материалы используются в качестве электролита? Это сегнетоэлектрические литиевые и натриевые стёкла, находящиеся между электродами.
Из доклада учёного университета в португальском Порту:
Когда один из материалов представляет собой диэлектрик, такой как электролит, он локально изменяет свой состав с образованием конденсаторов, которые могут накапливать энергию и выравнивать уровни Ферми (наименьшая энергия для перехода частиц в зону проводимости) внутри устройства.
Учёные отмечают, что такие самозарядные аккумуляторы станут очень востребованными при создании мобильных устройств и компьютеров, генераторов с управляемыми показателями напряжения.
На разработку обратили внимание военные, которые рассматривают её в том числе для использования в качестве долговременных элементов питания в экипировке нового поколения.