Các nhà nghiên cứu đã dự đoán một mạng lưới carbon mới, tương tự như graphene, nhưng với cấu trúc vi mô phức tạp hơn, có thể dẫn đến pin xe điện tốt hơn. Graphene được cho là dạng carbon đặc biệt nổi tiếng nhất. Nó đã được khai thác như một quy tắc trò chơi mới tiềm năng cho công nghệ pin lithium-ion, nhưng các phương pháp sản xuất mới cuối cùng có thể sản xuất pin sử dụng nhiều năng lượng hơn.
Graphene có thể được coi là một mạng lưới các nguyên tử carbon, trong đó mỗi nguyên tử carbon được kết nối với ba nguyên tử carbon liền kề để tạo ra các hình lục giác nhỏ. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu suy đoán rằng ngoài cấu trúc tổ ong trực tiếp này, các cấu trúc khác cũng có thể được tạo ra.
Đây là tài liệu mới được phát triển bởi một nhóm từ Đại học Marburg ở Đức và Đại học Aalto ở Phần Lan. Họ dỗ các nguyên tử carbon vào các hướng mới. Cái gọi là mạng biphenyl bao gồm các hình lục giác, hình vuông và bát giác, là một lưới phức tạp hơn graphene. Các nhà nghiên cứu nói rằng, do đó, nó có sự khác biệt đáng kể, và trong một số khía cạnh, các tính chất điện tử mong muốn hơn.
Ví dụ, mặc dù graphene có giá trị cho khả năng của nó như một chất bán dẫn, mạng carbon mới hoạt động giống như một kim loại. Trên thực tế, khi chỉ có 21 nguyên tử rộng, các sọc của mạng biphenyl có thể được sử dụng làm sợi dẫn điện cho các thiết bị điện tử. Họ chỉ ra rằng ở quy mô này, graphene vẫn hoạt động như một chất bán dẫn.
Tác giả chính cho biết: Loại mạng carbon mới này cũng có thể được sử dụng như một vật liệu cực dương tuyệt vời cho pin lithium-ion. So với các vật liệu dựa trên graphene hiện tại, nó có dung lượng lưu trữ lithium lớn hơn.
ANODE của pin lithium-ion thường bao gồm cả than chì trải trên lá đồng. Nó có độ dẫn điện cao, điều này không chỉ cần thiết cho việc đặt các ion lithium giữa các lớp của nó, mà còn bởi vì nó có thể tiếp tục làm như vậy cho hàng ngàn chu kỳ. Điều này làm cho nó trở thành một pin hiệu quả cao, nhưng cũng có một pin có thể kéo dài trong một thời gian dài mà không bị suy giảm.
Tuy nhiên, các lựa chọn thay thế hiệu quả và nhỏ hơn dựa trên mạng carbon mới này có thể làm cho việc lưu trữ năng lượng pin trở nên chuyên sâu hơn. Điều này có thể làm cho xe điện và các thiết bị khác sử dụng pin lithium-ion nhỏ hơn và nhẹ hơn.
Tuy nhiên, giống như graphene, tìm ra cách sản xuất phiên bản mới này trên quy mô lớn là thách thức tiếp theo. Phương pháp lắp ráp hiện tại dựa trên một bề mặt vàng siêu mịn trên đó các phân tử chứa carbon ban đầu tạo thành các chuỗi hình lục giác được kết nối. Các phản ứng tiếp theo kết nối các chuỗi này với hình thành hình vuông và hình bát giác, làm cho kết quả cuối cùng khác với graphene.
Các nhà nghiên cứu giải thích: Ý tưởng mới là sử dụng tiền chất phân tử được điều chỉnh để tạo ra biphenyl thay vì graphene. Mục tiêu bây giờ là tạo ra các tấm vật liệu lớn hơn để các tính chất của nó có thể được hiểu rõ hơn.
Thời gian đăng: Tháng 1-06-2022
