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 đặc biệt nổi tiếng nhất của carbon.Nó đã được coi là một quy tắc trò chơi mới đầy tiềm năng cho công nghệ pin lithium-ion, nhưng các phương pháp sản xuất mới cuối cùng có thể tạo ra nhiều loại pin tiêu tốn 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 vật liệu mới được phát triển bởi một nhóm từ Đại học Marburg ở Đức và Đại học Aalto ở Phần Lan.Họ đã dụ dỗ các nguyên tử carbon sang những hướng mới.Cái gọi là mạng lưới biphenyl bao gồm các hình lục giác, hình vuông và hình bát giác, đây là một mạng lưới phức tạp hơn graphene.Do đó, các nhà nghiên cứu nói rằng nó có những đặc tính điện tử khác biệt đáng kể và ở một số khía cạnh, đáng mong đợi hơn.
Ví dụ, mặc dù graphene được đánh giá cao về khả năng của nó như một chất bán dẫn, nhưng mạng lưới carbon mới hoạt động giống như một kim loại hơn.Trên thực tế, khi chỉ rộng 21 nguyên tử, 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 làm 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.”
Cực dương của pin lithium-ion thường bao gồm than chì trải trên lá đồng.Nó có độ dẫn điện cao, điều này không chỉ cần thiết cho việc đặt các ion lithium một cách thuận nghịch giữa các lớp của nó, mà còn bởi vì nó có thể tiếp tục làm như vậy trong hàng nghìn chu kỳ tiềm tàng.Điều này làm cho nó trở thành một loại pin hiệu quả cao, nhưng cũng là một loại pin có thể tồn tại trong thời gian dài mà không bị xuống cấp.
Tuy nhiên, các giải pháp thay thế hiệu quả hơn và nhỏ hơn dựa trên mạng lưới các-bon mới này có thể giúp cho việc lưu trữ năng lượng của pin trở nên hiệu quả 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 nhẵn mà trên đó các phân tử chứa carbon ban đầu hình thành các chuỗi lục giác được kết nối với nhau.Các phản ứng tiếp theo kết nối các chuỗi này để tạo thành các hình vuông và bát giác, làm cho kết quả cuối cùng khác với graphene.
Các nhà nghiên cứu giải thích: “Ý tưởng mới là sử dụng các tiền chất phân tử đã được điều chỉnh để tạo ra biphenyl thay vì graphene.Mục tiêu bây giờ là sản xuất các tấm vật liệu lớn hơn để có thể hiểu rõ hơn về đặc tính của nó.”
Thời gian đăng: Jan-06-2022