Rannsakendur hafa spáð nýju kolefnisneti, svipað og grafín, en með flóknari örbyggingu, sem gæti leitt til betri rafhlöðu fyrir rafbíla. Grafín er vafalaust frægasta sérkennilega form kolefnis. Það hefur verið talið vera möguleg ný leikregla fyrir litíumjónarafhlöðutækni, en nýjar framleiðsluaðferðir geta að lokum framleitt orkufrekari rafhlöður.
Grafín má líta á sem net kolefnisatóma þar sem hvert kolefnisatóm tengist þremur aðliggjandi kolefnisatómum til að mynda örsmá sexhyrninga. Rannsakendurnir telja þó að auk þessarar beinu hunangsseima geti einnig myndast aðrar byggingar.
Þetta er nýja efnið sem þróað var af teymi frá Háskólanum í Marburg í Þýskalandi og Aalto-háskóla í Finnlandi. Þeir lokkuðu kolefnisatóm í nýjar áttir. Svokallað bífenýlnet er samsett úr sexhyrningum, ferhyrningum og átthyrningum, sem er flóknara net en grafen. Rannsakendurnir segja að það hafi því verulega aðra og að sumu leyti æskilegri rafeiginleika.
Til dæmis, þótt grafen sé metið mikils fyrir getu sína sem hálfleiðari, þá hegðar nýja kolefnisnetið sér frekar eins og málmur. Reyndar, þegar það er aðeins 21 atóm breitt, er hægt að nota rendur bífenýlnetsins sem leiðandi þræði fyrir rafeindatæki. Þeir bentu á að á þessum skala hegðar grafen sér samt sem áður eins og hálfleiðari.
Aðalhöfundur greinarinnar sagði: „Þessi nýja tegund kolefnisnets getur einnig verið notuð sem frábært anóðuefni fyrir litíumjónarafhlöður. Í samanburði við núverandi grafín-byggð efni hefur það meiri geymslugetu fyrir litíum.“
Anóða litíumjónarafhlöðu er venjulega úr grafíti sem er dreift á koparþynnu. Hún hefur mikla rafleiðni, sem er ekki aðeins nauðsynleg til að koma litíumjónum fyrir á milli laga sinna á afturkræfan hátt, heldur einnig vegna þess að hún getur haldið áfram að gera það í hugsanlega þúsundir lotna. Þetta gerir hana að mjög skilvirkri rafhlöðu, en einnig rafhlöðu sem getur enst lengi án þess að skemmast.
Hins vegar geta skilvirkari og minni valkostir byggðir á þessu nýja kolefnisneti gert orkugeymslu rafhlöðu ákafari. Þetta gæti gert rafknúin ökutæki og önnur tæki sem nota litíum-jón rafhlöður minni og léttari.
Hins vegar, eins og með grafen, er næsta áskorunin að finna út hvernig á að framleiða þessa nýju útgáfu í stórum stíl. Núverandi samsetningaraðferð byggir á afar sléttu gulli yfirborði þar sem kolefnisinnihaldandi sameindir mynda upphaflega tengdar sexhyrndar keðjur. Síðari efnahvörf tengja þessar keðjur saman til að mynda ferkantaða og áttahyrnda form, sem gerir lokaniðurstöðuna frábrugðna grafeni.
Rannsakendurnir útskýrðu: „Nýja hugmyndin er að nota aðlagaðar sameindaforverar til að framleiða bífenýl í stað grafens. Markmiðið nú er að framleiða stærri efnisþynnur svo hægt sé að skilja eiginleika þess betur.“
Birtingartími: 6. janúar 2022
