Navorsers het 'n nuwe koolstofnetwerk voorspel, soortgelyk aan grafeen, maar met 'n meer komplekse mikrostruktuur, wat tot beter elektriese voertuigbatterye kan lei. Grafeen is waarskynlik die bekendste eienaardige vorm van koolstof. Dit is beskou as 'n potensiële nuwe spelreël vir litiumioonbatterytegnologie, maar nuwe vervaardigingsmetodes kan uiteindelik meer kragintensiewe batterye produseer.
Grafeen kan gesien word as 'n netwerk van koolstofatome, waar elke koolstofatoom aan drie aangrensende koolstofatome gekoppel is om klein seshoeke te vorm. Die navorsers spekuleer egter dat benewens hierdie direkte heuningkoekstruktuur, ander strukture ook gegenereer kan word.
Dit is die nuwe materiaal wat ontwikkel is deur 'n span van die Universiteit van Marburg in Duitsland en die Aalto-universiteit in Finland. Hulle het koolstofatome in nuwe rigtings gelei. Die sogenaamde bifenielnetwerk bestaan uit seshoeke, vierkante en agthoeke, wat 'n meer komplekse rooster as grafeen is. Die navorsers sê dat dit dus aansienlik verskillende, en in sommige opsigte meer wenslike elektroniese eienskappe het.
Byvoorbeeld, hoewel grafeen waardeer word vir sy vermoë as 'n halfgeleier, tree die nuwe koolstofnetwerk meer soos 'n metaal op. Trouens, wanneer dit slegs 21 atome breed is, kan die strepe van die bifenielnetwerk as geleidende drade vir elektroniese toestelle gebruik word. Hulle het daarop gewys dat grafeen op hierdie skaal steeds soos 'n halfgeleier optree.
Die hoofskrywer het gesê: “Hierdie nuwe tipe koolstofnetwerk kan ook as 'n uitstekende anodemateriaal vir litiumioonbatterye gebruik word. In vergelyking met huidige grafeen-gebaseerde materiale, het dit 'n groter litiumbergingskapasiteit.”
Die anode van 'n litiumioonbattery bestaan gewoonlik uit grafiet wat op koperfoelie gesmeer is. Dit het hoë elektriese geleidingsvermoë, wat nie net noodsaaklik is vir die omkeerbare plasing van litiumione tussen sy lae nie, maar ook omdat dit dit vir potensieel duisende siklusse kan aanhou doen. Dit maak dit 'n hoogs doeltreffende battery, maar ook 'n battery wat lank kan hou sonder om agteruit te gaan.
Meer doeltreffende en kleiner alternatiewe gebaseer op hierdie nuwe koolstofnetwerk kan egter battery-energieberging meer intensief maak. Dit kan elektriese voertuie en ander toestelle wat litium-ioonbatterye gebruik, kleiner en ligter maak.
Soos met grafeen, is dit egter die volgende uitdaging om uit te vind hoe om hierdie nuwe weergawe op groot skaal te vervaardig. Die huidige samestellingsmetode maak staat op 'n supergladde goudoppervlak waarop koolstofbevattende molekules aanvanklik gekoppelde seshoekige kettings vorm. Daaropvolgende reaksies verbind hierdie kettings om vierkantige en agthoekige vorms te vorm, wat die finale resultaat anders maak as grafeen.
Die navorsers het verduidelik: “Die nuwe idee is om aangepaste molekulêre voorlopers te gebruik om bifeniel in plaas van grafeen te produseer. Die doel is nou om groter velle materiaal te produseer sodat die eienskappe daarvan beter verstaan kan word.”
Plasingstyd: 6 Januarie 2022
