Οι ερευνητές έχουν προβλέψει ένα νέο δίκτυο άνθρακα, παρόμοιο με το graphene, αλλά με μια πιο σύνθετη μικροδομή, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε καλύτερες μπαταρίες ηλεκτρικού οχήματος. Το Graphene είναι αναμφισβήτητα η πιο διάσημη ιδιόμορφη μορφή άνθρακα. Έχει αξιοποιηθεί ως ένας πιθανός νέος κανόνας παιχνιδιού για την τεχνολογία μπαταριών ιόντων λιθίου, αλλά οι νέες μέθοδοι κατασκευής μπορούν τελικά να παράγουν περισσότερες μπαταρίες έντασης ισχύος.
Το γραφένιο μπορεί να θεωρηθεί ως δίκτυο ατόμων άνθρακα, όπου κάθε άτομο άνθρακα συνδέεται με τρία γειτονικά άτομα άνθρακα για να παράγει μικροσκοπικά εξάγωνα. Ωστόσο, οι ερευνητές εικάζουν ότι εκτός από αυτή τη δομή της άμεσης κηρήθρας, μπορούν επίσης να δημιουργηθούν άλλες δομές.
Αυτό είναι το νέο υλικό που αναπτύχθηκε από μια ομάδα από το Πανεπιστήμιο του Marburg στη Γερμανία και το Πανεπιστήμιο Aalto στη Φινλανδία. Πήραν τα άτομα άνθρακα σε νέες κατευθύνσεις. Το λεγόμενο δίκτυο διφαινυλίου αποτελείται από εξάγωνα, τετράγωνα και οκταγόνα, το οποίο είναι ένα πιο περίπλοκο πλέγμα από το graphene. Οι ερευνητές λένε ότι, επομένως, έχει σημαντικά διαφορετικό και από ορισμένες απόψεις, πιο επιθυμητές ηλεκτρονικές ιδιότητες.
Για παράδειγμα, αν και το graphene αποτιμάται για την ικανότητά του ως ημιαγωγού, το νέο δίκτυο άνθρακα συμπεριφέρεται περισσότερο σαν μέταλλο. Στην πραγματικότητα, όταν μόνο 21 άτομα πλάτος, οι λωρίδες του δικτύου διφαινυλίου μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως αγώγιμα θέματα για ηλεκτρονικές συσκευές. Επισημαίνουν ότι σε αυτή την κλίμακα, το Graphene εξακολουθεί να συμπεριφέρεται σαν ημιαγωγός.
Ο κύριος συγγραφέας δήλωσε: "Αυτός ο νέος τύπος δικτύου άνθρακα μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως εξαιρετικό υλικό ανόδου για μπαταρίες ιόντων λιθίου σε σύγκριση με τα τρέχοντα υλικά που βασίζονται σε γραφένιο, έχει μεγαλύτερη χωρητικότητα αποθήκευσης λιθίου".
Η άνοδος μιας μπαταρίας ιόντων λιθίου αποτελείται συνήθως από γραφίτη που εξαπλώνεται σε φύλλο χαλκού. Έχει υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα, η οποία δεν είναι μόνο απαραίτητη για την αναστρέψιμη τοποθέτηση ιόντων λιθίου μεταξύ των στρωμάτων του, αλλά και επειδή μπορεί να συνεχίσει να το κάνει για ενδεχομένως χιλιάδες κύκλους. Αυτό το καθιστά μια εξαιρετικά αποδοτική μπαταρία, αλλά και μια μπαταρία που μπορεί να διαρκέσει για μεγάλο χρονικό διάστημα χωρίς υποβάθμιση.
Ωστόσο, οι πιο αποτελεσματικές και μικρότερες εναλλακτικές λύσεις που βασίζονται σε αυτό το νέο δίκτυο άνθρακα μπορούν να κάνουν την αποθήκευση της μπαταρίας πιο εντατική. Αυτό μπορεί να κάνει τα ηλεκτρικά οχήματα και άλλες συσκευές που χρησιμοποιούν μπαταρίες ιόντων λιθίου μικρότερες και ελαφρύτερες.
Ωστόσο, όπως το Graphene, η κατανόηση του τρόπου κατασκευής αυτής της νέας έκδοσης σε μεγάλη κλίμακα είναι η επόμενη πρόκληση. Η τρέχουσα μέθοδος συναρμολόγησης βασίζεται σε μια υπερ-ομαλή χρυσή επιφάνεια στην οποία τα μόρια που περιέχουν άνθρακα σχηματίζουν αρχικά συνδέονται εξαγωνικές αλυσίδες. Οι επακόλουθες αντιδράσεις συνδέουν αυτές τις αλυσίδες για να σχηματίσουν τετράγωνα και οκταγωνικά σχήματα, καθιστώντας το τελικό αποτέλεσμα διαφορετικό από το graphene.
Οι ερευνητές εξήγησαν: "Η νέα ιδέα είναι να χρησιμοποιηθούν προσαρμοσμένοι μοριακοί πρόδρομοι για την παραγωγή διφαινυλίου αντί του γραφένιου.
Χρόνος δημοσίευσης: Ιαν-06-2022
