Meny Meny

Komplex metallvismut kan vara framtiden för ren energi

Vismut är en tung, spröd metall som bildar färgglada geometriska kristaller när den smälts ner. Helt giftfritt och kan absorbera ljus nästan var som helst, det kan en dag driva våra hem med ren energi.

Ser ut som en artefakt direkt från en Förmyndare av galaxen film, vismut eller vismut subsalicylat är en iriserande metall som kan ersätta konventionella batterier för gott inom en snar framtid.

Bismut har varit en känd metall sedan antiken, även om den ofta förväxlades med bly och tenn eftersom de delar liknande egenskaper. Det är när det spröda mineralet smälts ner och kyls till en främmande form som dess potentiella värde kommer fram.

Först identifierades som ett mineral 1753, det bryts vanligtvis tillsammans med bly, tenn och koppar för användning i saker som kosmetika och färg. Men till skillnad från metaller som omger den på det periodiska bordet, har modern vetenskap ansett den vara godartad för mänsklig konsumtion och giftfri till vår miljö.

Om du går in i ditt medicinskåp och tar den ljusrosa anti-diarrémedicinen Pepto Bismol, ser du att varje flaska har så mycket som ett fjärdedel gram vismut i den.

Fil: Wismut Kristall och 1cm3 Wuerfel.jpg
Kredit: Wikipedia

Efter att ha spenderat årtionden i cirkulation i hela läkemedelsindustrin har forskare länge teoretiserat att Bismuth kan vara den hållbara efterföljaren till litium- och kiselbatterier som vi länge har letat efter.

Men på vilka sätt skiljer sig vismut från konventionella batterier?

Enligt forskare som Robert Haye, från Imperial College London, har vismutbaserade halvledare visat sig vara mycket effektiva för att omvandla ljuskällor till energi-vilket gör det till ett "fotovoltaiskt" material för dem till fysik.

Till skillnad från de flesta solceller har vismut också unika elektroniska egenskaper som gör den effektiv för inomhusbruk och placerar solen kämpar för att nå direkt. Medan traditionella solceller är mycket beroende av infrarött ljus, har vismutcellerna ett större bandgap som gör att de kan absorbera mer osynligt ljus.

För att inte tala om det har några av de lägsta värmeledningsförmåga värden i metall. Den som kör high spec -spel på en bärbar dator kommer mer än att uppskatta den aspekten.

Myntat av de som känner till det "gröna elementet" börjar vismut ersätta bly i elektrisk lödning, brandsprinklersystem och foder av vattenrör i hus, vilket minskar risken för att toxiner sprids i vår mark och vatten.

När sakernas internet blir mer sofistikerat i det moderna hemmet, kan halvledare av vismut ha många användningsområden. Smarta enheter som inte är anslutna till ett centraliserat system - som temperatursensorer, belysningssystem och larm - behöver strömförsörjas på något sätt, och det här smidiga materialet kan vara svaret.

"Vi har funnit att om du tar vismutbaserade föreningar inomhus kan du öka den totala effektiviteten med en faktor fem", säger Haye.

Teoretiskt sett, om vismuthalvledare rullade ut i stor skala idag, skulle vanliga batterier beroende på litium, kadmium och kobolt sannolikt bli överflödiga och snabba. Tänka aldrig måste byta batteri.

Medan jordskorpan inte precis är full av vismut till min - den rankas 69th i den elementära överflödsskalan-det finns tillräckligt i världen för att "stödja den utbredda utplaceringen av halvledare av vismut", eftersom de kräver mycket mindre material än kiselbaserade redskap för att generera energi.

När vi närmar oss 2023, runt 15 miljarder hushållsbatterier har slängts på soptippar. Så nästa gång du dricker en sked Pepto Bismol, överväg möjligheten att mineralet du just har konsumerat en dag kan avsluta vårt sökande efter hållbar energi.

Tillgänglighet