მკვლევარებმა იწინასწარმეტყველეს ახალი ნახშირბადის ქსელი, გრაფენის მსგავსი, მაგრამ უფრო რთული მიკროსტრუქტურით, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს ელექტრო მანქანების უკეთესი ბატარეები.გრაფენი, სავარაუდოდ, ნახშირბადის ყველაზე ცნობილი თავისებური ფორმაა.იგი იქნა გამოყენებული, როგორც პოტენციური ახალი თამაშის წესი ლითიუმ-იონური ბატარეების ტექნოლოგიისთვის, მაგრამ წარმოების ახალ მეთოდებს საბოლოოდ შეუძლიათ უფრო ენერგო ინტენსიური ბატარეების წარმოება.
გრაფენი შეიძლება ჩაითვალოს ნახშირბადის ატომების ქსელად, სადაც ნახშირბადის თითოეული ატომი დაკავშირებულია სამ მიმდებარე ნახშირბადის ატომთან, რათა წარმოქმნას პატარა ექვსკუთხედები.თუმცა, მკვლევარები ვარაუდობენ, რომ ამ პირდაპირი თაფლის სტრუქტურის გარდა, სხვა სტრუქტურებიც შეიძლება შეიქმნას.
ეს არის ახალი მასალა, რომელიც შეიმუშავა გერმანიის მარბურგის უნივერსიტეტისა და ფინეთის აალტოს უნივერსიტეტის გუნდის მიერ.მათ ნახშირბადის ატომები ახალ მიმართულებებში გადაიტანეს.ეგრეთ წოდებული ბიფენილის ქსელი შედგება ექვსკუთხედების, კვადრატებისა და რვაკუთხედებისგან, რაც უფრო რთული ბადეა ვიდრე გრაფენი.მკვლევარები ამბობენ, რომ, შესაბამისად, მას აქვს მნიშვნელოვნად განსხვავებული და გარკვეულწილად უფრო სასურველი ელექტრონული თვისებები.
მაგალითად, მიუხედავად იმისა, რომ გრაფენი ფასდება მისი, როგორც ნახევარგამტარის უნარით, ნახშირბადის ახალი ქსელი უფრო მეტალის მსგავსად იქცევა.სინამდვილეში, როდესაც მხოლოდ 21 ატომის სიგანეა, ბიფენილის ქსელის ზოლები შეიძლება გამოყენებულ იქნას ელექტრონული მოწყობილობების გამტარ ძაფებად.მათ აღნიშნეს, რომ ამ მასშტაბით გრაფენი კვლავ ნახევარგამტარივით იქცევა.
მთავარმა ავტორმა თქვა: ”ამ ახალი ტიპის ნახშირბადის ქსელი ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას, როგორც შესანიშნავი ანოდის მასალა ლითიუმ-იონური ბატარეებისთვის.გრაფენზე დაფუძნებულ ამჟამინდელ მასალებთან შედარებით, მას აქვს ლითიუმის შენახვის უფრო დიდი ტევადობა.
ლითიუმ-იონური ბატარეის ანოდი, როგორც წესი, შედგება სპილენძის ფოლგაზე გავრცელებული გრაფიტისგან.მას აქვს მაღალი ელექტრული გამტარობა, რაც არა მხოლოდ აუცილებელია ლითიუმის იონების შექცევადად განთავსებისთვის მის ფენებს შორის, არამედ იმიტომაც, რომ მას შეუძლია ასე გააგრძელოს პოტენციურად ათასობით ციკლისთვის.ეს მას უაღრესად ეფექტურ ბატარეად აქცევს, მაგრამ ასევე ბატარეას, რომელსაც შეუძლია დიდხანს გაუძლოს დეგრადაციის გარეშე.
თუმცა, ამ ახალ ნახშირბადის ქსელზე დაფუძნებულ უფრო ეფექტურ და მცირე ალტერნატივებს შეუძლიათ ბატარეის ენერგიის შენახვა უფრო ინტენსიური გახადონ.ამან შესაძლოა ელექტრო მანქანები და სხვა მოწყობილობები, რომლებიც იყენებენ ლითიუმ-იონურ ბატარეებს, უფრო პატარა და მსუბუქი გახადოს.
თუმცა, გრაფენის მსგავსად, შემდეგი გამოწვევაა იმის გარკვევა, თუ როგორ უნდა დამზადდეს ეს ახალი ვერსია დიდი მასშტაბით.შეკრების ამჟამინდელი მეთოდი ეყრდნობა სუპერ გლუვ ოქროს ზედაპირს, რომელზეც ნახშირბადის შემცველი მოლეკულები თავდაპირველად ქმნიან დაკავშირებულ ექვსკუთხა ჯაჭვებს.შემდგომი რეაქციები აკავშირებს ამ ჯაჭვებს და ქმნის კვადრატულ და რვაკუთხა ფორმებს, რაც საბოლოო შედეგს გრაფენისგან განსხვავდება.
მკვლევარებმა განმარტეს: „ახალი იდეა არის მორგებული მოლეკულური წინამორბედების გამოყენება გრაფენის ნაცვლად ბიფენილის წარმოებისთვის.მიზანი ახლა არის მასალის უფრო დიდი ფურცლების წარმოება, რათა უკეთ გავიგოთ მისი თვისებები.”
გამოქვეყნების დრო: იან-06-2022