Os investigadores prediron unha nova rede de carbono, similar ao grafeno, pero cunha microestrutura máis complexa, o que pode levar a mellores baterías de vehículos eléctricos.O grafeno é sen dúbida a forma peculiar máis famosa de carbono.Aproveitouse como unha nova regra de xogo potencial para a tecnoloxía de baterías de iones de litio, pero os novos métodos de fabricación poden eventualmente producir baterías que consumen máis enerxía.
O grafeno pódese ver 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 con que ademais desta estrutura directa de panal de mel tamén se poden xerar outras estruturas.
Este é o novo material desenvolvido por un equipo da Universidade de Marburg en Alemaña e da Universidade de Aalto en Finlandia.Perxudicaron os átomos de carbono a novas direccións.A chamada rede de bifenilo está composta por hexágonos, cadrados e octógonos, que é unha cuadrícula máis complexa que o grafeno.Os investigadores din que, polo tanto, ten propiedades electrónicas significativamente diferentes, e nalgúns aspectos, máis desexables.
Por exemplo, aínda que o grafeno é valorado pola súa capacidade como semicondutor, a nova rede de carbono compórtase máis como un metal.De feito, cando só teñen 21 átomos de ancho, as franxas da rede de bifenilo poden usarse como fíos condutores para dispositivos electrónicos.Sinalaron que a esta escala, o grafeno aínda se comporta como un semicondutor.
O autor principal dixo: "Este novo tipo de rede de carbono tamén se pode usar como un excelente material de ánodo para baterías de ión-litio.En comparación cos materiais actuais a base de grafeno, ten unha maior capacidade de almacenamento de litio".
O ánodo dunha batería de iones de litio adoita estar composto por grafito estendido sobre unha folla de cobre.Ten unha alta condutividade eléctrica, que non só é esencial para colocar de forma reversible ións de litio entre as súas capas, senón tamén porque pode seguir facéndoo durante miles de ciclos potencialmente.Isto fai que sexa unha batería altamente eficiente, pero tamén unha batería que pode durar moito tempo sen degradarse.
Non obstante, 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 utilicen baterías de ión-litio sexan máis pequenos e lixeiros.
Non obstante, como o grafeno, descubrir como fabricar esta nova versión a gran escala é o seguinte reto.O método actual de ensamblaxe depende dunha superficie de ouro super suave 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 que o resultado final sexa diferente do grafeno.
Os investigadores explicaron: "A nova idea é usar precursores moleculares axustados para producir bifenilo en lugar de grafeno.O obxectivo agora é producir follas de material máis grandes para que se comprendan mellor as súas propiedades".
Hora de publicación: 06-xan-2022