Cercetătorii au prezis o nouă rețea de carbon, similară cu grafenul, dar cu o microstructură mai complexă, care poate duce la mai multe baterii cu vehicule electrice. Grafenul este probabil cea mai faimoasă formă particulară de carbon. Acesta a fost înregistrat ca o potențială regulă a jocului pentru tehnologia bateriei cu litiu-ion, dar noile metode de fabricație pot produce în cele din urmă mai multe baterii cu consum de putere.
Grafenul poate fi văzut ca o rețea de atomi de carbon, unde fiecare atom de carbon este conectat la trei atomi de carbon adiacenți pentru a produce hexagoni minusculi. Cu toate acestea, cercetătorii speculează că, pe lângă această structură directă de fagure, pot fi generate și alte structuri.
Acesta este noul material dezvoltat de o echipă de la Universitatea Marburg din Germania și Universitatea Aalto din Finlanda. Au coaxat atomii de carbon în noi direcții. Așa-numita rețea bifenil este compusă din hexagoni, pătrate și octagoni, care este o grilă mai complexă decât grafenul. Cercetătorii spun că, prin urmare, are semnificativ diferite și, în unele privințe, proprietăți electronice mai dorite.
De exemplu, deși grafenul este apreciat pentru capacitatea sa de semiconductor, noua rețea de carbon se comportă mai mult ca un metal. De fapt, când doar 21 de atomi lățime, dungile rețelei bifenil pot fi utilizate ca fire conductive pentru dispozitivele electronice. Ei au subliniat că la această scară, grafenul se comportă în continuare ca un semiconductor.
Autorul principal a spus: „Acest nou tip de rețea de carbon poate fi folosit și ca un material excelent de anod pentru bateriile cu ioni cu litiu. În comparație cu materialele actuale pe bază de grafen, are o capacitate mai mare de stocare a litiului.”
Anodul unei baterii cu ioni de litiu este de obicei compus din grafit răspândit pe folia de cupru. Are o conductivitate electrică ridicată, care nu este esențială doar pentru plasarea reversibilă a ionilor de litiu între straturile sale, ci și pentru că poate continua să facă acest lucru pentru mii de mii de cicluri. Acest lucru îl face o baterie extrem de eficientă, dar și o baterie care poate dura mult timp fără degradare.
Cu toate acestea, alternativele mai eficiente și mai mici, bazate pe această nouă rețea de carbon, pot face mai intensă stocarea energiei bateriei. Acest lucru poate face vehicule electrice și alte dispozitive care folosesc baterii cu ioni de litiu mai mici și mai ușoare.
Cu toate acestea, la fel ca grafenul, a descoperi cum să fabricăm această nouă versiune la scară largă este următoarea provocare. Metoda actuală de asamblare se bazează pe o suprafață de aur super netedă pe care moleculele care conțin carbon formează inițial lanțuri hexagonale conectate. Reacțiile ulterioare conectează aceste lanțuri pentru a forma forme pătrate și octogonale, ceea ce face ca rezultatul final să fie diferit de grafen.
Cercetătorii au explicat: „Noua idee este să folosească precursori moleculari ajustați pentru a produce bifenil în loc de grafen. Scopul acum este de a produce foi de materiale mai mari, astfel încât proprietățile sale să poată fi mai bine înțelese.”
Timpul post: 06-2022 ianuarie
