Изследователите са предвидили нова въглеродна мрежа, подобна на графена, но с по-сложна микроструктура, която може да доведе до по-добри батерии за електрически превозни средства.Графенът е може би най-известната особена форма на въглерод.Беше използвано като потенциално ново правило на играта за технологията за литиево-йонни батерии, но новите производствени методи могат в крайна сметка да произвеждат по-енергоемки батерии.
Графенът може да се разглежда като мрежа от въглеродни атоми, където всеки въглероден атом е свързан с три съседни въглеродни атома, за да се получат малки шестоъгълници.Изследователите обаче спекулират, че в допълнение към тази директна структура на пчелна пита могат да се генерират и други структури.
Това е новият материал, разработен от екип от университета в Марбург в Германия и университета Аалто във Финландия.Те насочиха въглеродните атоми в нови посоки.Така наречената бифенилова мрежа е съставена от шестоъгълници, квадрати и осмоъгълници, което е по-сложна мрежа от графена.Изследователите казват, че следователно има значително различни и в някои отношения по-желани електронни свойства.
Например, въпреки че графенът е ценен заради способността си като полупроводник, новата въглеродна мрежа се държи по-скоро като метал.Всъщност, когато са широки само 21 атома, ивиците на бифениловата мрежа могат да се използват като проводими нишки за електронни устройства.Те посочиха, че в този мащаб графенът все още се държи като полупроводник.
Основният автор каза: „Този нов тип въглеродна мрежа може да се използва и като отличен аноден материал за литиево-йонни батерии.В сравнение с настоящите базирани на графен материали, той има по-голям капацитет за съхранение на литий.
Анодът на литиево-йонна батерия обикновено се състои от графит, разпръснат върху медно фолио.Той има висока електрическа проводимост, която не само е от съществено значение за обратимо поставяне на литиеви йони между неговите слоеве, но и защото може да продължи да го прави за потенциално хиляди цикли.Това я прави високоефективна батерия, но също и батерия, която може да издържи дълго време без влошаване.
Въпреки това, по-ефективни и по-малки алтернативи, базирани на тази нова въглеродна мрежа, могат да направят съхранението на енергия от батерията по-интензивно.Това може да направи електрическите превозни средства и други устройства, които използват литиево-йонни батерии, по-малки и по-леки.
Въпреки това, подобно на графена, следващото предизвикателство е да разберем как да произвеждаме тази нова версия в голям мащаб.Настоящият метод на сглобяване разчита на супер гладка златна повърхност, върху която съдържащите въглерод молекули първоначално образуват свързани шестоъгълни вериги.Последващите реакции свързват тези вериги, за да образуват квадратни и осмоъгълни форми, което прави крайния резултат различен от графена.
Изследователите обясниха: „Новата идея е да се използват коригирани молекулярни прекурсори за производство на бифенил вместо графен.Сега целта е да се произвеждат по-големи листове материал, така че свойствата му да могат да бъдат разбрани по-добре.
Време на публикуване: 6 януари 2022 г