Istraživači su predvidjeli novu ugljičnu mrežu, sličnu grafenu, ali sa složenijom mikrostrukturom, što bi moglo dovesti do boljih baterija za električna vozila. Grafen je vjerovatno najpoznatiji neobičan oblik ugljika. Iskorišten je kao potencijalno novo pravilo igre za tehnologiju litijum-jonskih baterija, ali nove metode proizvodnje mogu na kraju proizvesti baterije koje zahtijevaju više energije.
Grafen se može posmatrati kao mreža atoma ugljika, gdje je svaki atom ugljika povezan s tri susjedna atoma ugljika kako bi se stvorili sitni heksagoni. Međutim, istraživači nagađaju da se pored ove direktne strukture saća mogu generirati i druge strukture.
Ovo je novi materijal koji je razvio tim sa Univerziteta Marburg u Njemačkoj i Univerziteta Aalto u Finskoj. Nagovorili su atome ugljika da krenu u novim smjerovima. Takozvana bifenilna mreža sastoji se od šesterokuta, kvadrata i oktagona, što je složenija mreža od grafena. Istraživači kažu da stoga ima značajno drugačija, a u nekim aspektima i poželjnija elektronska svojstva.
Na primjer, iako je grafen cijenjen zbog svoje sposobnosti kao poluprovodnik, nova ugljična mreža ponaša se više kao metal. U stvari, kada su široke samo 21 atom, pruge bifenilne mreže mogu se koristiti kao provodljive niti za elektronske uređaje. Istakli su da se u ovoj mjeri grafen i dalje ponaša kao poluprovodnik.
Glavni autor je rekao: „Ovaj novi tip ugljične mreže može se koristiti i kao odličan anodni materijal za litijum-jonske baterije. U poređenju sa trenutnim materijalima na bazi grafena, ima veći kapacitet skladištenja litijuma.“
Anoda litijum-jonske baterije obično se sastoji od grafita nanesenog na bakarnu foliju. Ima visoku električnu provodljivost, što je ne samo neophodno za reverzibilno postavljanje litijum-jonskih iona između njenih slojeva, već i zato što to može nastaviti činiti potencijalno hiljadama ciklusa. Zbog toga je to veoma efikasna baterija, ali i baterija koja može trajati dugo vremena bez degradacije.
Međutim, efikasnije i manje alternative zasnovane na ovoj novoj ugljičnoj mreži mogu učiniti skladištenje energije u baterijama intenzivnijim. To bi moglo učiniti električna vozila i druge uređaje koji koriste litijum-jonske baterije manjim i lakšim.
Međutim, kao i kod grafena, sljedeći izazov je shvatiti kako proizvesti ovu novu verziju u velikim razmjerima. Trenutna metoda sastavljanja oslanja se na super glatku zlatnu površinu na kojoj molekule koje sadrže ugljik u početku formiraju povezane heksagonalne lance. Naknadne reakcije povezuju ove lance u kvadratne i osmougaone oblike, što konačni rezultat čini drugačijim od grafena.
Istraživači su objasnili: „Nova ideja je korištenje prilagođenih molekularnih prekursora za proizvodnju bifenila umjesto grafena. Cilj je sada proizvesti veće slojeve materijala kako bi se njegova svojstva mogla bolje razumjeti.“
Vrijeme objave: 06.01.2022.
