Os investigadores previron unha nova rede de carbono, similar ao grafeno, pero cunha microestrutura máis complexa, que pode levar a mellores baterías de vehículos eléctricos. O grafeno é probablemente a forma máis peculiar de carbono. Tocouse como unha nova regra de xogo potencial para a tecnoloxía de baterías de iones de litio, pero os novos métodos de fabricación poden producir máis baterías con intensidade de enerxía.
O grafeno pode verse como unha rede de átomos de carbono, onde cada átomo de carbono está conectado a tres átomos de carbono adxacentes para producir pequenos hexágonos. Non obstante, os investigadores especulan que ademais desta estrutura directa de panal, tamén se poden xerar outras estruturas.
Este é o novo material desenvolvido por un equipo pola Universidade de Marburg en Alemaña e a Universidade Aalto en Finlandia. Coaxaron átomos de carbono en novas direccións. A chamada rede de bifenilo está composta por hexágonos, cadrados e octagóns, que é unha rede máis complexa que o grafeno. Os investigadores din que, polo tanto, ten significativamente diferentes e, nalgúns aspectos, propiedades electrónicas máis desexables.
Por exemplo, aínda que o grafeno é valorado pola súa capacidade como semiconductor, a nova rede de carbono compórtase máis como un metal. De feito, cando só 21 átomos de ancho, as raias da rede de bifenilo pódense usar como fíos condutores para dispositivos electrónicos. Sinalaron que a esta escala, o grafeno aínda se comporta como un semiconductor.
O autor principal dixo: "Este novo tipo de rede de carbono tamén se pode usar como un excelente material de ánodo para as baterías de iones de litio. En comparación cos materiais actuais baseados no grafeno, ten unha maior capacidade de almacenamento de litio."
O ánodo dunha batería de iones de litio normalmente está composto por grafito estendido na folla de cobre. Ten unha alta condutividade eléctrica, que non só é esencial para colocar reversiblemente ións de litio entre as súas capas, senón tamén porque pode seguir facéndoo por miles de ciclos. Isto convérteo nunha batería altamente eficiente, pero tamén unha batería que pode durar moito tempo sen degradación.
Non obstante, as alternativas máis eficientes e máis pequenas baseadas nesta nova rede de carbono poden facer que o almacenamento de enerxía da batería sexa máis intensivo. Isto pode facer que os vehículos eléctricos e outros dispositivos que usen baterías de iones de litio sexan máis pequenos e máis lixeiros.
Non obstante, como o grafeno, descubrir como fabricar esta nova versión a gran escala é o seguinte reto. O método actual de montaxe depende dunha superficie de ouro super lisa na que as moléculas que conteñen carbono forman inicialmente cadeas hexagonais conectadas. As reaccións posteriores conectan estas cadeas para formar formas cadradas e octogonais, facendo o resultado final diferente do grafeno.
Os investigadores explicaron: "A nova idea é empregar precursores moleculares axustados para producir bifenilo en vez de grafeno. O obxectivo agora é producir follas máis grandes de material para que as súas propiedades poidan ser mellor entendidas."
Tempo de publicación: xaneiro-06-2022
