Forscher haben ein neues Carbon -Netzwerk vorhergesagt, ähnlich wie Graphen, jedoch eine komplexere Mikrostruktur, die zu besseren Batterien für Elektrofahrzeuge führen kann. Graphen ist wohl die berühmteste eigenartige Form von Kohlenstoff. Es wurde als potenzielle neue Spielregel für die Lithium-Ionen-Batterie-Technologie angezapft, aber neue Fertigungsmethoden können letztendlich stärker intensivere Batterien erzeugen.
Graphen kann als Netzwerk von Kohlenstoffatomen angesehen werden, bei denen jedes Kohlenstoffatom mit drei benachbarten Kohlenstoffatomen verbunden ist, um winzige Sechserhäuser zu produzieren. Die Forscher spekulieren jedoch, dass zusätzlich zu dieser direkten Wabenstruktur auch andere Strukturen erzeugt werden können.
Dies ist das neue Material, das von einem Team der University of Marburg in Deutschland und der Aalto University in Finnland entwickelt wurde. Sie überredeten Kohlenstoffatome in neue Richtungen. Das sogenannte Biphenyl-Netzwerk besteht aus Sechse-, Quadraten und Octagons, einem komplexeren Netz als Graphen. Die Forscher sagen, dass es daher erheblich unterschiedlich ist und in gewisser Hinsicht wünschenswertere elektronische Eigenschaften.
Obwohl Graphen für seine Fähigkeit als Halbleiter geschätzt wird, verhält sich das neue Kohlenstoffnetzwerk eher wie ein Metall. In der Tat können die Streifen des Biphenyl -Netzwerks als leitende Gewinde für elektronische Geräte verwendet werden. Sie wiesen darauf hin, dass Graphen in dieser Größenordnung sich immer noch wie ein Halbleiter verhält.
Der Hauptautor sagte: „Diese neue Art von Kohlenstoffnetzwerk kann auch als hervorragendes Anodenmaterial für Lithium-Ionen-Batterien verwendet werden. Im Vergleich zu graphenbasierten Materialien verfügt er über eine größere Lithium-Speicherkapazität.“
Die Anode einer Lithium-Ionen-Batterie besteht normalerweise aus Graphit, die auf Kupferfolie verbreitet sind. Es hat eine hohe elektrische Leitfähigkeit, die nicht nur für die reversible Lithiumionen zwischen seinen Schichten wesentlich ist, sondern auch, weil es für potenziell Tausende von Zyklen weiterhin tun kann. Dies macht es zu einer hocheffizienten Batterie, aber auch zu einer Batterie, die lange ohne Verschlechterung dauern kann.
Effizientere und kleinere Alternativen basierend auf diesem neuen Carbon -Netzwerk können jedoch intensivere Batterie -Energiespeicher machen. Dies kann Elektrofahrzeuge und andere Geräte, die Lithium-Ionen-Batterien verwenden, kleiner und leichter machen.
Wie Graphen ist es jedoch die nächste Herausforderung, herauszufinden, wie diese neue Version in großem Maßstab hergestellt wird. Die aktuelle Montagemethode basiert auf einer super glatten Goldoberfläche, auf der kohlenstoffhaltige Moleküle zunächst verbundene hexagonale Ketten bilden. Nachfolgende Reaktionen verbinden diese Ketten mit quadratischen und achteckigen Formen, was das Endergebnis von Graphen unterscheidet.
Die Forscher erklärten: „Die neue Idee besteht darin, angepasste molekulare Vorläufer zur Herstellung von Biphenyl anstelle von Graphen zu verwenden. Das Ziel ist nun, größere Materialblätter zu produzieren, damit ihre Eigenschaften besser verstanden werden können.“
Postzeit: Januar-06-2022
