Istraživači su predvidjeli novu ugljičnu mrežu, sličnu grafenu, ali sa složenijom mikrostrukturom, što bi moglo dovesti do boljih baterija za električna vozila. Grafen je vjerojatno najpoznatiji neobičan oblik ugljika. Iskorišten je kao potencijalno novo pravilo igre za tehnologiju litij-ionskih baterija, ali nove metode proizvodnje s vremenom mogu proizvesti baterije koje troše više energije.
Grafen se može promatrati kao mreža atoma ugljika, gdje je svaki atom ugljika povezan s tri susjedna atoma ugljika kako bi se stvorili sitni šesterokuti. Međutim, istraživači nagađaju da se osim ove izravne strukture saća mogu generirati i druge strukture.
Ovo je novi materijal koji je razvio tim sa Sveučilišta Marburg u Njemačkoj i Sveučilišta Aalto u Finskoj. Nagovorili su atome ugljika u novim smjerovima. Takozvana bifenilna mreža sastoji se od šesterokuta, kvadrata i osmerokutnika, što je složenija mreža od grafena. Istraživači kažu da stoga ima značajno drugačija, a u nekim aspektima i poželjnija elektronička svojstva.
Na primjer, iako je grafen cijenjen zbog svoje sposobnosti kao poluvodič, nova ugljikova mreža ponaša se više poput metala. Zapravo, kada su široke samo 21 atom, pruge bifenilne mreže mogu se koristiti kao vodljive niti za elektroničke uređaje. Istaknuli su da se u ovoj mjeri grafen još uvijek ponaša kao poluvodič.
Glavni autor je rekao: „Ova nova vrsta ugljične mreže može se koristiti i kao izvrstan anodni materijal za litij-ionske baterije. U usporedbi s trenutnim materijalima na bazi grafena, ima veći kapacitet pohrane litija.“
Anoda litij-ionske baterije obično se sastoji od grafita nanesenog na bakrenu foliju. Ima visoku električnu vodljivost, što je ne samo bitno za reverzibilno postavljanje litijevih iona između slojeva, već i zato što to može činiti potencijalno tisućama ciklusa. To je čini vrlo učinkovitom baterijom, ali i baterijom koja može trajati dugo vremena bez degradacije.
Međutim, učinkovitije i manje alternative temeljene na ovoj novoj ugljičnoj mreži mogu intenzivnije pohraniti energiju u baterijama. To bi moglo učiniti električna vozila i druge uređaje koji koriste litij-ionske 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 tvore povezane heksagonalne lance. Naknadne reakcije povezuju te lance u kvadratne i osmerokutne 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.
