二氧化鉛本質(zhì)上是一種絕緣體，具有微小的電子帶隙，但會(huì)不可避免地變成電子富集狀態(tài)，這是由于晶格缺氧，使這種材料從絕緣體變成金屬導(dǎo)體。

化學(xué)家破解了150年的奧秘，就是什么賦予鉛酸電池獨(dú)特性能，使它可以產(chǎn)生浪涌電流，這種電池見(jiàn)于大多數(shù)汽車(chē)的引擎蓋下。

鉛酸電池能夠產(chǎn)生非常大的電流，這是啟動(dòng)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)所需要的，這樣的電流源自極高導(dǎo)電性的電池負(fù)極材料，就是二氧化鉛。然而，雖然這種類型的電池發(fā)明于1859年，但是，到現(xiàn)在為止，二氧化鉛高導(dǎo)電性的根本原因仍然困惑著科學(xué)家們。

有一組研究人員，來(lái)自英國(guó)牛津大學(xué)(Oxford University)，巴斯大學(xué)(University of Bath)，都柏林三一學(xué)院(Trinity College Dublin)和國(guó)際衛(wèi)星電離層研究中心(ISIS：International Satellites for Ionospheric Studies)中子散裂源( neutron spallation source)，他們首次解釋了二氧化鉛高導(dǎo)電性的根本原因。已經(jīng)報(bào)道過(guò)這一研究，發(fā)表在最近一期的《物理評(píng)論快報(bào)》(Physical Review Letters)上。

“鉛酸蓄電池具有獨(dú)特性能，產(chǎn)生的浪涌電流超過(guò)100安培，可以轉(zhuǎn)動(dòng)汽車(chē)起動(dòng)電機(jī)，關(guān)鍵是因?yàn)椋�事�?shí)上，二氧化鉛儲(chǔ)存化學(xué)能量，在電池負(fù)極具有很高的導(dǎo)電性，從而會(huì)產(chǎn)生大量電流，滿足需求，”魯斯?艾格戴爾(Russ Egdell)說(shuō)，他是牛津大學(xué)化學(xué)系教授，也是這篇論文的作者。

“然而，二氧化鉛導(dǎo)電性的根源，仍然存在爭(zhēng)議。其他氧化物具有相同的結(jié)構(gòu)，如二氧化鈦，但卻是電絕緣體。”

通過(guò)結(jié)合計(jì)算化學(xué)和中子衍射(neutron diffraction)，這一小組證明，二氧化鉛本質(zhì)上是一種絕緣體，具有微小的電子帶隙(band gap)，但不可避免地變成電子富集狀態(tài)，這是由于晶格缺氧，使這種材料從絕緣體變成金屬導(dǎo)體。

研究人員認(rèn)為，這些見(jiàn)解可開(kāi)辟新的途徑，以選擇改進(jìn)材料，用于現(xiàn)代電池技術(shù)。

艾格戴爾教授說(shuō)：“這項(xiàng)研究表現(xiàn)出活力，他們結(jié)合了預(yù)測(cè)材料建模與最先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)測(cè)量。”