Forskere har spådd et nytt karbonnettverk, som ligner på grafen, men med en mer kompleks mikrostruktur, noe som kan føre til bedre elektriske kjøretøybatterier.Grafen er uten tvil den mest kjente særegne formen for karbon.Det har blitt benyttet som en potensiell ny spilleregel for litiumion-batteriteknologi, men nye produksjonsmetoder kan etter hvert produsere mer strømkrevende batterier.
Grafen kan sees på som et nettverk av karbonatomer, hvor hvert karbonatom er koblet til tre tilstøtende karbonatomer for å produsere små sekskanter.Forskerne spekulerer imidlertid i at i tillegg til denne direkte bikakestrukturen, kan andre strukturer også genereres.
Dette er det nye materialet utviklet av et team fra universitetet i Marburg i Tyskland og Aalto-universitetet i Finland.De lokket karbonatomer inn i nye retninger.Det såkalte bifenylnettverket er satt sammen av sekskanter, firkanter og åttekanter, som er et mer komplekst rutenett enn grafen.Forskerne sier at den derfor har betydelig forskjellige, og i noen henseender, mer ønskelige elektroniske egenskaper.
For eksempel, selv om grafen er verdsatt for sin evne som en halvleder, oppfører det nye karbonnettverket seg mer som et metall.Faktisk, når bare 21 atomer er brede, kan stripene i bifenylnettverket brukes som ledende tråder for elektroniske enheter.De påpekte at i denne skalaen oppfører grafen seg fortsatt som en halvleder.
Hovedforfatteren sa: "Denne nye typen karbonnettverk kan også brukes som et utmerket anodemateriale for litiumionbatterier.Sammenlignet med dagens grafenbaserte materialer, har den en større litiumlagringskapasitet."
Anoden til et litiumionbatteri er vanligvis sammensatt av grafitt spredt på kobberfolie.Den har høy elektrisk ledningsevne, som ikke bare er avgjørende for reversibelt å plassere litiumioner mellom lagene, men også fordi den kan fortsette å gjøre det i potensielt tusenvis av sykluser.Dette gjør det til et svært effektivt batteri, men også et batteri som kan vare lenge uten nedbrytning.
Imidlertid kan mer effektive og mindre alternativer basert på dette nye karbonnettverket gjøre batterilagring mer intensiv.Dette kan gjøre elektriske kjøretøy og andre enheter som bruker litium-ion-batterier mindre og lettere.
I likhet med grafen er det imidlertid neste utfordring å finne ut hvordan man produserer denne nye versjonen i stor skala.Den nåværende monteringsmetoden er avhengig av en superglat gulloverflate som karbonholdige molekyler til å begynne med danner sammenkoblede sekskantede kjeder.Påfølgende reaksjoner forbinder disse kjedene for å danne kvadratiske og åttekantede former, noe som gjør det endelige resultatet forskjellig fra grafen.
Forskerne forklarte: «Den nye ideen er å bruke justerte molekylære forløpere for å produsere bifenyl i stedet for grafen.Målet nå er å produsere større ark med materiale slik at dets egenskaper kan bli bedre forstått."
Innleggstid: Jan-06-2022