鋁可能成為銅的下一個“競爭對手”

外電7月4日消息，美國西北太平洋國家實驗室(PNNL)的研究人員正在努力提高鋁的導電性，使其比銅更有經濟競爭力。

在科學家看來，這項工作打開了一扇實驗大門--如果完全實現(xiàn)，可能會導致超導電的鋁替代銅，這將在輸電線路以外的市場發(fā)揮作用，徹底改變車輛、電子設備和電網(wǎng)。

“如果能讓鋁的導電性提高--甚至達到銅的80%或90% ，”鋁將可以取代銅，這將產生巨大的不同，因為鋁更輕，更便宜，供應更充足，”PNNL材料科學家和研究的合著者Keerti Kappagantula在媒體聲明中說?！斑@是我們正在努力解決的大問題?！?/span>

鋁可能是銅的下一個競爭對手

Kappagantula指出，這項研究是由于他和他的團隊意識到銅的需求正在迅速超過其現(xiàn)有的可用性，特別是在電動汽車革命開始的時候。

鑒于鋁的價格和重量只有銅的三分之一，但導電性只有60%左右，他們決定做些什么來增加金屬的導電性。

Kappagantula說：“導電性是關鍵，因為重量更輕、具有同等導電性的電線可以用來設計更輕的電機和其他電子元件，這樣汽車就可以行駛更長的距離?！薄皬钠囯娮釉O備到能源生產，再到通過電網(wǎng)將能源傳輸?shù)郊抑薪o汽車電池充電--任何依靠電力運行的東西--都可以變得更高效?！?/span>

改變金屬結構

根據(jù)這位科學家的說法，多年來，人們一直認為金屬的導電性是無與倫比的。然而，現(xiàn)在人們知道，通過改變它們的結構和引入正確的添加物，有可能影響金屬的性能。

為了弄清楚鋁的導電性可以提高多少，Kappangantula和博士后學者Aditya Nittala與俄亥俄大學的David Drabold和Kashi Subedi合作，確定溫度和結構缺陷對鋁導電性的影響，并開發(fā)了改變原子的方法來提高其導電性。

這種類型的分子模擬以前從未在金屬上做過，所以研究人員從半導體中尋找靈感，因為之前的研究已經成功地模擬了這些硅基材料和一些金屬氧化物的導電性。

然后，研究團隊將這些概念應用到鋁的研究中，并模擬了如果鋁結構中的單個原子被移除或重新排列，金屬的導電性會發(fā)生什么變化。這些微小的變化疊加起來，使總導電性顯著提高。

現(xiàn)在，改變金屬導電性的理論方法已經明確，研究人員計劃在實驗室里看看他們能增加鋁的導電性多少，以使理論與實驗結果相匹配。他們也在探索通過同樣的模擬來提高其他金屬的導電性的可能性。