Vedci predpovedali novú uhlíkovú sieť podobnú grafénu, ale s zložitejšou mikroštruktúrou, ktorá môže viesť k lepším batériám elektrických vozidiel. Grafén je pravdepodobne najslávnejšou zvláštnou formou uhlíka. Bolo poklepané ako potenciálne nové pravidlo hry pre technológiu lítium-iónovej batérie, ale nové výrobné metódy môžu nakoniec vyrábať viac energie náročnejšie batérie.
Grafén možno vnímať ako sieť atómov uhlíka, kde je každý atóm uhlíka pripojený k trom susedným atómom uhlíka, aby sa vytvoril malé šesťuholníky. Vedci však špekulujú, že okrem tejto priamej plášskej štruktúry je možné generovať aj ďalšie štruktúry.
Toto je nový materiál vyvinutý tímom z University of Marburg v Nemecku a Aalto University vo Fínsku. Zvonili atómy uhlíka do nových smerov. Takzvaná bifenylová sieť sa skladá z šesťuholníkov, štvorcov a osemuholníkov, čo je zložitejšia mriežka ako grafén. Vedci tvrdia, že preto sa výrazne líši av niektorých ohľadoch žiaduce elektronické vlastnosti.
Napríklad, hoci grafén oceňuje svoju schopnosť polovodiča, nová uhlíková sieť sa správa skôr ako kov. V skutočnosti, keď sú široké iba 21 atómov, pruhy bifenylovej siete sa môžu použiť ako vodivé vlákna pre elektronické zariadenia. Poukázali na to, že v tomto rozsahu sa grafén stále správa ako polovodič.
Hlavný autor uviedol: „Tento nový typ uhlíkovej siete sa dá použiť aj ako vynikajúci materiál anód pre lítium-iónové batérie. V porovnaní so súčasnými materiálmi na báze grafénu má väčšiu kapacitu úložiska lítia.“
Anóda lítium-iónovej batérie sa zvyčajne skladá z grafitu roztiahnutej na medi. Má vysokú elektrickú vodivosť, ktorá je nevyhnutná iba na reverzibilné umiestňovanie lítium iónov medzi jej vrstvami, ale aj preto, že to môže naďalej robiť pre potenciálne tisíce cyklov. Vďaka tomu je vysoko efektívna batéria, ale aj batéria, ktorá môže trvať dlho bez degradácie.
Efektívnejšie a menšie alternatívy založené na tejto novej uhlíkovej sieti však môžu zvýšiť intenzívnejšie skladovanie energie. To môže spôsobiť, že elektrické vozidlá a ďalšie zariadenia, ktoré používajú lítium-iónové batérie, menšie a ľahšie.
Rovnako ako grafén je ďalšou výzvou zisťovanie, ako vyrábať túto novú verziu vo veľkom meradle. Súčasná metóda zostavy sa spolieha na super hladký povrch zlata, na ktorom molekuly obsahujúce uhlík spočiatku tvoria hexagonálne reťazce. Následné reakcie spájajú tieto reťazce s vytvorením štvorcových a osemuholníkových tvarov, čím sa konečný výsledok líši od grafénu.
Vedci vysvetlili: „Novou myšlienkou je použiť upravené molekulárne prekurzory na výrobu bifenylu namiesto grafénu. Cieľom teraz je produkovať väčšie listy materiálu, aby bolo možné lepšie porozumieť jeho vlastnostiam.“
Čas príspevku: Jan-06-2022
