Els investigadors han predit una nova xarxa de carboni, similar al grafè, però amb una microestructura més complexa, que pot conduir a millors bateries de vehicles elèctrics.El grafè és sens dubte la forma peculiar més famosa de carboni.S'ha aprofitat com una nova regla de joc potencial per a la tecnologia de les bateries d'ions de liti, però els nous mètodes de fabricació poden eventualment produir bateries més intensives en energia.
El grafè es pot veure com una xarxa d'àtoms de carboni, on cada àtom de carboni està connectat a tres àtoms de carboni adjacents per produir petits hexàgons.Tanmateix, els investigadors especulen que, a més d'aquesta estructura de bresca directa, també es poden generar altres estructures.
Aquest és el nou material desenvolupat per un equip de la Universitat de Marburg a Alemanya i la Universitat Aalto de Finlàndia.Van persuadir els àtoms de carboni cap a noves direccions.L'anomenada xarxa de bifenil està formada per hexàgons, quadrats i octògons, que és una quadrícula més complexa que el grafè.Els investigadors diuen que, per tant, té propietats electròniques significativament diferents i, en alguns aspectes, més desitjables.
Per exemple, tot i que el grafè es valora per la seva capacitat com a semiconductor, la nova xarxa de carboni es comporta més com un metall.De fet, quan només tenen 21 àtoms d'amplada, les ratlles de la xarxa de bifenil es poden utilitzar com a fils conductors per a dispositius electrònics.Van assenyalar que a aquesta escala, el grafè encara es comporta com un semiconductor.
L'autor principal va dir: "Aquest nou tipus de xarxa de carboni també es pot utilitzar com a material d'ànode excel·lent per a bateries d'ions de liti.En comparació amb els materials actuals basats en grafè, té una major capacitat d'emmagatzematge de liti".
L'ànode d'una bateria de ions de liti sol estar compost de grafit estes sobre paper de coure.Té una alta conductivitat elèctrica, que no només és essencial per col·locar de manera reversible ions de liti entre les seves capes, sinó també perquè pot continuar fent-ho durant potencialment milers de cicles.Això fa que sigui una bateria altament eficient, però també una bateria que pot durar molt de temps sense degradació.
Tanmateix, alternatives més eficients i més petites basades en aquesta nova xarxa de carboni poden fer que l'emmagatzematge d'energia de la bateria sigui més intensiu.Això pot fer que els vehicles elèctrics i altres dispositius que utilitzen bateries d'ions de liti siguin més petits i lleugers.
Tanmateix, com el grafè, esbrinar com fabricar aquesta nova versió a gran escala és el següent repte.El mètode actual de muntatge es basa en una superfície d'or súper llisa sobre la qual les molècules que contenen carboni formen inicialment cadenes hexagonals connectades.Les reaccions posteriors connecten aquestes cadenes per formar formes quadrades i octogonals, fent que el resultat final sigui diferent del grafè.
Els investigadors van explicar: "La nova idea és utilitzar precursors moleculars ajustats per produir bifenil en lloc de grafè.L'objectiu ara és produir làmines més grans de material perquè les seves propietats es puguin entendre millor".
Hora de publicació: 06-gen-2022