Vědci předpovídali novou uhlíkovou síť podobnou grafenu, ale se složitější mikrostrukturou, která může vést k lepším bateriím s elektrickými vozidly. Grafen je pravděpodobně nejslavnější zvláštní formou uhlíku. Bylo to poklepáno jako potenciální nové herní pravidlo pro technologii lithium-iontové baterie, ale nové výrobní metody mohou nakonec produkovat více energeticky náročnější baterie.
Grafen lze považovat za síť atomů uhlíku, kde je každý atom uhlíku spojen se třemi sousedními atomy uhlíku za vzniku drobných hexagonů. Vědci však spekulují, že kromě této přímé struktury voštiny lze také generovat jiné struktury.
Toto je nový materiál vyvinutý týmem z University of Marburg v Německu a Aalto University ve Finsku. Přiměřili atomy uhlíku do nových směrů. Takzvaná bifenylová síť je složena z hexagonů, čtverců a oktagů, což je složitější mřížku než grafen. Vědci tvrdí, že má proto výrazně odlišné a v některých ohledech žádoucí elektronické vlastnosti.
Například, ačkoli je grafen oceněn pro jeho schopnost polovodiče, nová uhlíková síť se chová spíše jako kov. Ve skutečnosti, když jsou široké pouze 21 atomů, mohou být pruhy bifenylové sítě použity jako vodivá vlákna pro elektronická zařízení. Poukázali na to, že v tomto měřítku se grafen stále chová jako polovodič.
Hlavní autor řekl: „Tento nový typ uhlíkové sítě lze také použít jako vynikající anodový materiál pro lithium-iontové baterie. Ve srovnání s současnými materiály na bázi grafenu má větší kapacitu skladování lithia.“
Anoda lithium-iontové baterie se obvykle skládá z grafitového šíření na měděné fólii. Má vysokou elektrickou vodivost, která je nejen nezbytná pro reverzibilně umístění lithiových iontů mezi jeho vrstvy, ale také proto, že tak může pokračovat pro potenciálně tisíce cyklů. Díky tomu je to vysoce efektivní baterie, ale také baterie, která může trvat po dlouhou dobu bez degradace.
Efektivnější a menší alternativy založené na této nové uhlíkové síti však mohou zvýšit intenzivnější skladování energie. To může učinit elektrická vozidla a další zařízení, která používají lithium-iontové baterie menší a lehčí.
Stejně jako Graphen je však další výzvou zjistit, jak vyrobit tuto novou verzi ve velkém měřítku. Současná metoda sestavy se spoléhá na super hladký zlatý povrch, na kterém molekuly obsahující uhlík zpočátku tvoří spojené hexagonální řetězce. Následující reakce spojují tyto řetězce za vzniku čtvercových a osmiúhelníkových tvarů, což se liší od grafenu.
Vědci vysvětlili: „Novou myšlenkou je použít upravené molekulární prekurzory k výrobě bifenylu namísto grafenu. Cílem je nyní produkovat větší listy materiálu, aby jeho vlastnosti bylo možné lépe pochopit.“
Čas příspěvku: leden-06-2022
