Истражувачите предвидоа нова јаглеродна мрежа, слична на графенот, но со посложена микроструктура, што може да доведе до подобри батерии за електрични возила. Графенот е веројатно најпознатата необична форма на јаглерод. Тој е искористен како потенцијално ново правило за технологијата на литиум-јонски батерии, но новите методи на производство на крајот можат да произведат батерии што трошат повеќе енергија.
Графенот може да се гледа како мрежа од јаглеродни атоми, каде што секој јаглероден атом е поврзан со три соседни јаглеродни атоми за да се создадат ситни шестоаголници. Сепак, истражувачите шпекулираат дека покрај оваа директна структура во облик на саќе, можат да се генерираат и други структури.
Ова е новиот материјал развиен од тим од Универзитетот во Марбург во Германија и Универзитетот Алто во Финска. Тие ги намамиле јаглеродните атоми во нови насоки. Таканаречената бифенилна мрежа е составена од шестоаголници, квадрати и осумаголници, што е посложена мрежа од графенот. Истражувачите велат дека, затоа, има значително различни, а во некои аспекти, попосакувани електронски својства.
На пример, иако графенот е ценет поради неговата способност како полупроводник, новата јаглеродна мрежа се однесува повеќе како метал. Всушност, кога се широки само 21 атом, лентите на бифенилната мрежа можат да се користат како спроводливи нишки за електронски уреди. Тие истакнаа дека на оваа скала, графенот сè уште се однесува како полупроводник.
Главниот автор рече: „Овој нов тип на јаглеродна мрежа може да се користи и како одличен аноден материјал за литиум-јонски батерии. Во споредба со сегашните материјали базирани на графен, има поголем капацитет за складирање на литиум.“
Анодата на литиум-јонската батерија обично е составена од графит нанесен на бакарна фолија. Таа има висока електрична спроводливост, што е не само од суштинско значење за реверзибилно поставување на литиумски јони помеѓу нејзините слоеви, туку и затоа што може да продолжи да го прави тоа потенцијално илјадници циклуси. Ова ја прави високо ефикасна батерија, но и батерија што може да трае долго време без деградација.
Сепак, поефикасните и помали алтернативи базирани на оваа нова јаглеродна мрежа можат да го направат складирањето на енергија во батериите поинтензивно. Ова може да ги направи електричните возила и другите уреди што користат литиум-јонски батерии помали и полесни.
Сепак, како и кај графенот, следниот предизвик е да се открие како да се произведе оваа нова верзија во голем обем. Сегашниот метод на склопување се потпира на супер мазна златна површина на која молекулите што содржат јаглерод првично формираат поврзани хексагонални ланци. Последователните реакции ги поврзуваат овие ланци за да формираат квадратни и осумаголни форми, што го прави конечниот резултат различен од графенот.
Истражувачите објаснија: „Новата идеја е да се користат прилагодени молекуларни прекурсори за производство на бифенил наместо графен. Целта сега е да се произведат поголеми листови материјал за подобро да се разберат неговите својства.“
Време на објавување: 06.01.2022
