Výskumníci predpovedali novú uhlíkovú sieť, podobnú grafénu, ale so zložitejšou mikroštruktúrou, čo môže viesť k lepším batériám elektrických vozidiel.Grafén je pravdepodobne najznámejšou zvláštnou formou uhlíka.Bolo to využité ako potenciálne nové herné pravidlo pre technológiu lítium-iónových batérií, ale nové výrobné metódy môžu nakoniec produkovať energeticky náročnejšie batérie.
Grafén možno vnímať ako sieť atómov uhlíka, kde je každý atóm uhlíka spojený s tromi susednými atómami uhlíka, čím vznikajú drobné šesťuholníky.Vedci však špekulujú, že okrem tejto priamej voštinovej štruktúry môžu byť generované aj iné štruktúry.
Toto je nový materiál vyvinutý tímom z University of Marburg v Nemecku a Aalto University vo Fínsku.Priviedli uhlíkové atómy do nových smerov.Takzvaná bifenylová sieť je zložená zo šesťuholníkov, štvorcov a osemuholníkov, čo je zložitejšia mriežka ako grafén.Vedci tvrdia, že má preto výrazne odlišné a v niektorých ohľadoch aj žiadanejšie elektronické vlastnosti.
Napríklad, hoci je grafén cenený pre svoju schopnosť polovodiča, nová uhlíková sieť sa správa skôr ako kov.V skutočnosti, keď sú len 21 atómov široké, pruhy bifenylovej siete môžu byť použité ako vodivé vlákna pre elektronické zariadenia.Poukázali na to, že v tejto mierke sa grafén stále správa ako polovodič.
Hlavný autor povedal: „Tento nový typ uhlíkovej siete možno použiť aj ako vynikajúci anódový materiál pre lítium-iónové batérie.V porovnaní so súčasnými materiálmi na báze grafénu má väčšiu skladovaciu kapacitu lítia.“
Anóda lítium-iónovej batérie sa zvyčajne skladá z grafitu naneseného na medenej fólii.Má vysokú elektrickú vodivosť, ktorá je nielen nevyhnutná pre reverzibilné umiestnenie lítiových iónov medzi jeho vrstvy, ale aj preto, že v tom môže pokračovať potenciálne tisíce cyklov.To z neho robí vysoko účinnú batériu, ale aj batériu, ktorá vydrží dlho bez degradácie.
Efektívnejšie a menšie alternatívy založené na tejto novej uhlíkovej sieti však môžu zvýšiť intenzitu skladovania energie z batérií.Vďaka tomu môžu byť elektrické vozidlá a ďalšie zariadenia, ktoré používajú lítium-iónové batérie, menšie a ľahšie.
Ďalšou výzvou je však podobne ako grafén zistiť, ako vyrobiť túto novú verziu vo veľkom.Súčasný spôsob montáže sa spolieha na super hladký zlatý povrch, na ktorom molekuly obsahujúce uhlík spočiatku tvoria spojené šesťuholníkové reťazce.Následné reakcie spájajú tieto reťazce a vytvárajú štvorcové a osemuholníkové tvary, čím sa konečný výsledok líši od grafénu.
Vedci vysvetlili: „Novou myšlienkou je použiť upravené molekulárne prekurzory na výrobu bifenylu namiesto grafénu.Cieľom je teraz vyrábať väčšie listy materiálu, aby bolo možné lepšie pochopiť jeho vlastnosti.“
Čas odoslania: Jan-06-2022