I ricercatori hanno previsto una nuova rete di carbonio, simile al grafene, ma con una microstruttura più complessa, che potrebbe portare a migliori batterie per veicoli elettrici.Il grafene è probabilmente la forma peculiare più famosa di carbonio.È stata sfruttata come una potenziale nuova regola di gioco per la tecnologia delle batterie agli ioni di litio, ma nuovi metodi di produzione possono alla fine produrre batterie ad alta intensità energetica.
Il grafene può essere visto come una rete di atomi di carbonio, in cui ogni atomo di carbonio è collegato a tre atomi di carbonio adiacenti per produrre piccoli esagoni.Tuttavia, i ricercatori ipotizzano che oltre a questa struttura a nido d'ape diretta, possano essere generate anche altre strutture.
Questo è il nuovo materiale sviluppato da un team dell'Università di Marburg in Germania e dell'Università di Aalto in Finlandia.Hanno convinto gli atomi di carbonio in nuove direzioni.La cosiddetta rete bifenile è composta da esagoni, quadrati e ottagoni, che è una griglia più complessa del grafene.I ricercatori affermano che, quindi, ha proprietà elettroniche significativamente diverse e, per certi aspetti, più desiderabili.
Ad esempio, sebbene il grafene sia apprezzato per la sua capacità di semiconduttore, la nuova rete di carbonio si comporta più come un metallo.Infatti, quando sono larghe solo 21 atomi, le strisce della rete bifenilica possono essere utilizzate come fili conduttivi per dispositivi elettronici.Hanno sottolineato che a questa scala il grafene si comporta ancora come un semiconduttore.
L'autore principale ha dichiarato: “Questo nuovo tipo di rete di carbonio può essere utilizzato anche come eccellente materiale anodico per batterie agli ioni di litio.Rispetto agli attuali materiali a base di grafene, ha una maggiore capacità di stoccaggio del litio.
L'anodo di una batteria agli ioni di litio è solitamente composto da grafite spalmata su un foglio di rame.Ha un'elevata conducibilità elettrica, che non solo è essenziale per posizionare in modo reversibile gli ioni di litio tra i suoi strati, ma anche perché può continuare a farlo per potenzialmente migliaia di cicli.Questo la rende una batteria altamente efficiente, ma anche una batteria che può durare a lungo senza degrado.
Tuttavia, alternative più efficienti e più piccole basate su questa nuova rete di carbonio possono rendere più intenso lo stoccaggio dell'energia della batteria.Ciò potrebbe rendere i veicoli elettrici e altri dispositivi che utilizzano batterie agli ioni di litio più piccoli e leggeri.
Tuttavia, come il grafene, capire come produrre questa nuova versione su larga scala è la prossima sfida.L'attuale metodo di assemblaggio si basa su una superficie d'oro super liscia su cui le molecole contenenti carbonio formano inizialmente catene esagonali collegate.Le reazioni successive collegano queste catene per formare forme quadrate e ottagonali, rendendo il risultato finale diverso dal grafene.
I ricercatori hanno spiegato: “La nuova idea è quella di utilizzare precursori molecolari adattati per produrre bifenile anziché grafene.L'obiettivo ora è produrre fogli di materiale più grandi in modo che le sue proprietà possano essere meglio comprese».
Tempo di pubblicazione: Jan-06-2022