A kutatók egy új, a grafénhez hasonló, de bonyolultabb mikroszerkezetű szénhálózatot jósoltak, amely jobb elektromos járművek akkumulátorokhoz vezethet.A grafén vitathatatlanul a szén leghíresebb sajátos formája.A lítium-ion akkumulátortechnológia potenciális új játékszabályaként használták, de az új gyártási módszerek idővel nagyobb energiaigényű akkumulátorokat állíthatnak elő.
A grafént szénatomok hálózatának tekinthetjük, ahol minden szénatom három szomszédos szénatomhoz kapcsolódik, hogy apró hatszögeket hozzon létre.A kutatók azonban azt feltételezik, hogy ezen a közvetlen méhsejt-szerkezeten kívül más struktúrák is létrehozhatók.
Ezt az új anyagot a németországi Marburgi Egyetem és a finn Aalto Egyetem csapata fejlesztette ki.Új irányokba irányították a szénatomokat.Az úgynevezett bifenil-hálózat hatszögekből, négyzetekből és nyolcszögekből áll, ami egy összetettebb rács, mint a grafén.A kutatók szerint ezért lényegesen eltérő, és bizonyos szempontból kívánatosabb elektronikus tulajdonságokkal rendelkezik.
Például, bár a grafént félvezető képessége miatt értékelik, az új szénhálózat inkább fémként viselkedik.Valójában, amikor csak 21 atom széles, a bifenil-hálózat csíkjai elektromos eszközök vezető szálaként használhatók.Rámutattak, hogy ilyen léptékben a grafén még mindig félvezetőként viselkedik.
A fő szerző elmondta: „Ez az új típusú szénhálózat kiváló anódanyagként is használható lítium-ion akkumulátorokhoz.A jelenlegi grafén alapú anyagokhoz képest nagyobb lítiumtároló kapacitással rendelkezik.
A lítium-ion akkumulátor anódja általában rézfóliára terített grafitból áll.Magas elektromos vezetőképességgel rendelkezik, ami nem csak a lítium-ionok rétegei közötti reverzibilis elhelyezéséhez elengedhetetlen, hanem azért is, mert ezt potenciálisan több ezer cikluson keresztül képes folytatni.Ez rendkívül hatékony akkumulátorsá teszi, de olyan akkumulátor is, amely hosszú ideig képes üzemelni anélkül, hogy romlana.
Az új szén-dioxid-hálózaton alapuló hatékonyabb és kisebb alternatívák azonban intenzívebbé tehetik az akkumulátoros energiatárolást.Emiatt az elektromos járművek és más, lítium-ion akkumulátort használó eszközök kisebbek és könnyebbek lehetnek.
A grafénhez hasonlóan azonban ennek az új verziónak a nagyüzemi gyártásának kitalálása jelenti a következő kihívást.A jelenlegi összeállítási módszer egy szupersima aranyfelületen alapul, amelyen a széntartalmú molekulák kezdetben összekapcsolt hatszögletű láncokat alkotnak.A későbbi reakciók ezeket a láncokat négyzet és nyolcszögletű formákká kapcsolják össze, így a végeredmény eltér a graféntől.
A kutatók kifejtették: „Az új ötlet az, hogy módosított molekuláris prekurzorokat használnak a grafén helyett bifenil előállítására.A cél most az, hogy nagyobb lapokat állítsunk elő, hogy a tulajdonságai jobban megérthetők legyenek.”
Feladás időpontja: 2022-06-06