铝：廉价的铜替代品

铜目前在能源领域的最高统治地位。随着最近的研究太平洋西北国家实验室（PNNL）提供一个配方，以提高铝的电导率，并使其与铜的经济竞争。

这项研究打开了试验之门，如果完全实现的话，可能会导致超导铝的替代品的铜替代品，该铜在输电线之外的市场中可用，并改变汽车，电子设备和电网。

如果您可以使铝更具导电性，甚至像铜一样导电呢？您可以替换铜，这将产生巨大的差异，因为更多的导电铝更轻，更便宜，更丰富这是我们试图解决的大问题。

Keerti Kappagantula，研究合着者和材料科学家，太平洋西北国家实验欧洲杯足球竞彩室

铜与铝

对铜的需求正在迅速超过其供应，这正在提高其价格。即使铜是一个出色的电气导体，并且在从手机到为互联网供电的水下电缆中都使用了，但它不可避免地变得越来越稀缺和昂贵。

随着电动汽车（EV）的日益普及，需要两倍的铜，这些铜是传统车辆的两倍，预计这些困难只会恶化。此外，铜很重，可降低电动汽车效率。

大约60％的导电性与铜一样，铝的成本仅为三分之一。但是，在几种实际应用中，铝的电导率相对较差可能是一个缺点。

Kappagantula补充说：“电导率是关键，因为具有等效传导的较轻的重量线可用于设计较轻的电动机和其他电气组件，因此您的车辆可能会更长的距离。透明

“从汽车的电子设备到能源的一切，再到通过电网向您的房屋传输能量，以充电您的汽车电池（任何电力运行）都可以变得更加高效，” Kappagantula说。

如果铝的电导率得到改善，则游戏将改变。

卡帕根纳说：“多年来，我们认为金属不能被制造更多的导电性。但事实并非如此。如果您更改金属的结构并引入正确的添加剂，则确实可以影响其特性。透明

为了确定温度和结构缺陷对铝电导率的影响，Kappangantula和PNNL博士后学者Aditya Nittala与俄亥俄州大学的研究生Kashi Subedi合作，以及杰出的David Drabold教授，开发了Atom-Atom-Atom-by-Atom曲目，以增加铝电导率。

模型成功

研究人员必须从开箱即用思考，因为这种分子建模以前从未为金属进行。由于先前的研究在这些基于硅的材料和某些金属氧化物中有效地复制了电导率，因此他们寻找半导体以寻求灵感。欧洲杯足球竞彩

科学家将这些想法修改为与铝一起工作，并对金属的某些结构中的某些原子被去除或更改，对金属的电导率发生了什么模拟。这些微小的调整导致总体电导率显着增加。

甚至该团队也因模型复制现实世界环境的能力而震惊。

Kappagantula补充说：“我们认为这些结果不会接近现实。基于原子结构及其不同状态的模型模拟是如此精确 - 我就像，“哇，这是正确的目标。”这非常令人兴奋。透明

现在，研究人员拥有一个明确的理论公式来改变金属电导率，他们打算测试他们可以从实验室中铝中获得更多的电导率，以使理论与实验相匹配。使用相同的型号，他们现在正在考虑使其他金属更具导电性的前景。

下一代金属的食谱

根据研究团队的说法，廉价，轻巧，超导铝的制造可能会对使用电力或铜的任何应用产生积极影响，他们预计这将产生广泛的影响。

水电创新和技术-ENA和国家科学基金会为这项研究提供了资金。欧洲杯线上买球能源部的先进制造和车辆技术办公室正在为这些发现调整特定能源用途的资金开发工作。

期刊参考：

Subedi，K。N.，等。（2022）铝中的电导过程：缺陷和声子。物理评论B.doi：10.1103/physrevb.105.104114。

来源：https://www.pnnl.gov/