Исследователи предсказали новую углеродную сеть, аналогичную графену, но с более сложной микроструктурой, которая может привести к лучшим аккумуляторам электромобилей. Графен, пожалуй, самая известная своеобразная форма углерода. Он был назван как потенциальное новое игровое правило для технологии литий-ионных аккумуляторов, но новые методы производства могут в конечном итоге создать больше мощных аккумуляторов.
Графен можно рассматривать как сеть атомов углерода, где каждый атом углерода подключен к трем соседним атомам углерода для получения крошечных гексагонов. Тем не менее, исследователи предполагают, что в дополнение к этой прямой сотовой структуре также могут быть сгенерированы другие структуры.
Это новый материал, разработанный командой Университета Марбурга в Германии и Университета Аалто в Финляндии. Они уговорили атомы углерода в новые направления. Так называемая бифенильная сеть состоит из гексагонов, квадратов и октагонов, которые являются более сложной сеткой, чем графен. Исследователи говорят, что, следовательно, это значительно отличается, а в некоторых отношениях - более желательные электронные свойства.
Например, хотя графен ценится за его способность как полупроводник, новая углеродная сеть ведет себя больше как металл. Фактически, когда только 21 атомы шириной, полосы бифенильной сети могут использоваться в качестве проводящих потоков для электронных устройств. Они указали, что в этом масштабе графен по -прежнему ведет себя как полупроводник.
Главный автор сказал: «Этот новый тип углеродной сети также может быть использован в качестве превосходного анодного материала для литий-ионных батарей. По сравнению с текущими материалами на основе графена, он обладает большей емкостью хранения лития».
Анод литий-ионной батареи обычно состоит из графита на медной фольге. Он обладает высокой электрической проводимостью, что не только необходимо для обратимого размещения ионов лития между его слоями, но и потому, что он может продолжать делать это для потенциально тысячи циклов. Это делает его высокоэффективной батареей, но также и батареей, которая может длиться долго без ухудшения.
Тем не менее, более эффективные и меньшие альтернативы, основанные на этой новой углеродной сети, могут сделать хранение энергии батареи более интенсивным. Это может сделать электромобили и другие устройства, которые используют литий-ионные батареи меньше и легче.
Однако, как и графен, выяснение того, как производить эту новую версию в больших масштабах, является следующей проблемой. Текущий метод сборки зависит от сверхгластной поверхности золота, на которой углеродсодержащие молекулы первоначально образуют подключенные шестиугольные цепи. Последующие реакции соединяют эти цепи с формированием квадратных и восьмиугольных форм, что делает конечный результат отличным от графена.
Исследователи объяснили: «Новая идея состоит в том, чтобы использовать скорректированные молекулярные предшественники для производства бифенила вместо графена. Теперь цель состоит в том, чтобы производить более крупные листы материала, чтобы его свойства могли быть лучше поняты».
Время сообщения: январь-06-2022
