Tutkijat ovat ennustaneet uuden hiiliverkon, samanlainen kuin grafeeni, mutta monimutkaisemmalla mikrorakenteella, mikä voi johtaa parempaan sähköajoneuvoparistoihin. Grafeeni on kiistatta tunnetuin hiilen ominaismuoto. Sitä on käytetty potentiaalisena uutena pelisääntönä litium-ion-akkutekniikalle, mutta uudet valmistusmenetelmät voivat lopulta tuottaa enemmän virtaintensiivisiä akkuja.
Grafeenia voidaan pitää hiiliatomien verkossa, jossa kukin hiiliatomi on kytketty kolmeen vierekkäiseen hiiliatomiin pienten kuusikulmioiden tuottamiseksi. Tutkijat kuitenkin spekuloivat, että tämän suoran hunajakennon rakenteen lisäksi myös muita rakenteita voidaan tuottaa.
Tämä on uusi materiaali, jonka on kehittänyt joukkue Marburgin yliopistosta Saksassa ja Aalton yliopistossa. He houkuttelivat hiiliatomeja uusiin suuntiin. Ns. Bifenyyliverkko koostuu heksagoneista, neliöistä ja oktaagoneista, mikä on monimutkaisempi ruudukko kuin grafeenia. Tutkijat sanovat, että siksi sillä on huomattavasti erilainen ja tietyssä suhteessa toivottummat elektroniset ominaisuudet.
Esimerkiksi, vaikka grafeenia arvostetaan kykynsä puolijohteena, uusi hiiliverkko käyttäytyy enemmän kuin metalli. Itse asiassa, kun vain 21 atomia leveä, bifenyyliverkon raitoja voidaan käyttää johtavina säikeinä elektronisille laitteille. He huomauttivat, että tässä mittakaavassa grafeeni käyttäytyy edelleen kuin puolijohde.
Pääkirjailija sanoi: "Tätä uuden tyyppistä hiiliverkkoa voidaan käyttää myös erinomaisena anodimateriaalina litium-ioni-akkuille. Verrattuna nykyisiin grafeenipohjaisiin materiaaleihin, sillä on suurempi litiumin varastointi."
Litium-ion-akun anodi koostuu yleensä grafiitista, joka on levinnyt kuparikalvoon. Sillä on korkea sähkönjohtavuus, mikä ei ole välttämätöntä vain palautuvasti litiumionejen asettamisessa kerrosten väliin, vaan myös siksi, että se voi jatkaa niin mahdollisesti tuhansien syklien kohdalla. Tämä tekee siitä erittäin tehokkaan akun, mutta myös akun, joka voi kestää pitkään ilman hajoamista.
Tehokkaammat ja pienemmät vaihtoehdot tähän uuteen hiiliverkkoon voivat kuitenkin tehdä akun energian varastoinnin intensiivisemmäksi. Tämä voi tehdä sähköajoneuvoista ja muista laitteista, jotka käyttävät litium-ioni-paristoja pienempiä ja kevyempiä.
Seuraava haaste on kuitenkin Grafeenin tavoin, kuten tämän uuden version valmistaaksesi tämän uuden version laajassa. Nykyinen kokoonpanomenetelmä riippuu erittäin sileästä kullan pinnasta, jolla hiiltä sisältävät molekyylit muodostavat aluksi kytkettyjä kuusikulmaisia ketjuja. Myöhemmät reaktiot yhdistävät nämä ketjut neliö- ja kahdeksankulmaisten muotojen muodostamiseksi, mikä tekee lopputuloksen erilaisesta grafeenista.
Tutkijat selittivät: "Uusi idea on käyttää säädettyjä molekyylien esiasteita bifenyylin tuottamiseksi grafeenin sijasta. Tavoitteena on nyt tuottaa suurempia materiaalilevyjä, jotta sen ominaisuudet voidaan ymmärtää paremmin."
Viestin aika: tammikuu-06-2022
