Naukowcy przewidzieli nową sieć węglową, podobną do grafenu, ale z bardziej złożoną mikrostrukturą, która może prowadzić do lepszych akumulatorów pojazdów elektrycznych. Grafen jest prawdopodobnie najsłynniejszą osobliwą formą węgla. Został stuknięty jako potencjalna nowa zasada gry dla technologii akumulatorów litowo-jonowych, ale nowe metody produkcyjne mogą ostatecznie wytwarzać bardziej intensywne baterie.
Grafen można postrzegać jako sieć atomów węgla, w której każdy atom węgla jest podłączony do trzech sąsiednich atomów węgla w celu wytworzenia niewielkich heksagonów. Jednak naukowcy spekulują, że oprócz tej bezpośredniej struktury plastra miodu można również wygenerować inne struktury.
Jest to nowy materiał opracowany przez zespół z University of Marburg w Niemczech i Aalto University w Finlandii. Nłoczyli atomy węgla do nowych kierunków. Tak zwana sieć bifenylowa składa się z sześciokątów, kwadratów i ośmiornicy, która jest bardziej złożoną siatką niż grafen. Naukowcy twierdzą, że zatem ma znacząco różne i pod pewnymi względami bardziej pożądane właściwości elektroniczne.
Na przykład, chociaż grafen jest ceniony ze względu na jego zdolność jako półprzewodnik, nowa sieć węglowa zachowuje się bardziej jak metal. W rzeczywistości, gdy tylko 21 atomów szerokie, paski sieci bifenylowej mogą być używane jako wątki przewodzące dla urządzeń elektronicznych. Zwrócili uwagę, że w tej skali grafen nadal zachowuje się jak półprzewodnik.
Główny autor powiedział: „Ten nowy rodzaj sieci węglowej może być również używany jako doskonały materiał anodowy do akumulatorów litowo-jonowych. W porównaniu z obecnymi materiałami na bazie grafenu ma większą pojemność magazynowania litowego”.
Anoda baterii litowo-jonowej składa się zwykle z grafitu rozprzestrzeniania się na folii miedzianej. Ma wysoką przewodność elektryczną, która jest nie tylko niezbędna do odwracalnego umieszczania jonów litowych między jego warstwami, ale także dlatego, że może to robić przez potencjalnie tysiące cykli. To sprawia, że jest to bardzo wydajna bateria, ale także bateria, która może trwać długi czas bez degradacji.
Jednak bardziej wydajne i mniejsze alternatywy oparte na tej nowej sieci węglowej mogą zwiększyć intensywność magazynowania energii baterii. Może to sprawić, że pojazdy elektryczne i inne urządzenia, które wykorzystują akumulatory litowo-jonowe mniejsze i lżejsze.
Jednak, podobnie jak grafen, ustalenie, jak wyprodukować tę nową wersję na dużą skalę, jest kolejnym wyzwaniem. Obecna metoda montażu opiera się na super gładkiej złotej powierzchni, na której cząsteczki zawierające węgiel początkowo tworzą łańcuchy sześciokątne. Kolejne reakcje łączą te łańcuchy z kształtami kwadratowymi i ośmiokątnymi, dzięki czemu końcowy wynik różni się od grafenu.
Naukowcy wyjaśnili: „Nowym pomysłem jest zastosowanie skorygowanych prekursorów molekularnych do wytwarzania bifenylu zamiast grafenu. Celem jest teraz wytwarzanie większych arkuszy materiału, aby jego właściwości można lepiej zrozumieć”.
Czas postu: 06-2022
