მკვლევარებმა იწინასწარმეტყველეს ახალი ნახშირბადის ქსელი, გრაფენის მსგავსი, მაგრამ უფრო რთული მიკროკონსტრუქციით, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს ელექტრული ავტომობილების უკეთესი ბატარეები. გრაფენი, სავარაუდოდ, ნახშირბადის ყველაზე ცნობილი თავისებური ფორმაა. იგი შეირყა, როგორც პოტენციური ახალი თამაშის წესი ლითიუმ-იონური ბატარეის ტექნოლოგიისთვის, მაგრამ წარმოების ახალმა მეთოდებმა საბოლოოდ შეიძლება წარმოქმნას უფრო მეტი ენერგიის ინტენსიური ბატარეები.
გრაფენი შეიძლება ნახოთ, როგორც ნახშირბადის ატომების ქსელი, სადაც თითოეული ნახშირბადის ატომს უკავშირდება ნახშირბადის სამ მიმდებარე ატომს, რათა წარმოიქმნას პატარა ექვსკუთხედები. ამასთან, მკვლევარები ვარაუდობენ, რომ ამ პირდაპირი თაფლისფერი სტრუქტურის გარდა, შეიძლება წარმოიქმნას სხვა სტრუქტურებიც.
ეს არის ახალი მასალა, რომელიც შეიმუშავა გერმანიის მარბურგის უნივერსიტეტის გუნდის მიერ და ფინეთის აალტოს უნივერსიტეტის მიერ. მათ ნახშირბადის ატომები ახალ მიმართულებებად აქცევდნენ. ეგრეთ წოდებული ბიფენილის ქსელი შედგება ექვსკუთხედებისგან, მოედნებისა და ოქტაგონებისგან, რაც უფრო რთული ქსელია, ვიდრე გრაფენი. მკვლევარები ამბობენ, რომ, შესაბამისად, მას მნიშვნელოვნად განსხვავდება და, გარკვეულწილად, უფრო სასურველი ელექტრონული თვისებები.
მაგალითად, მიუხედავად იმისა, რომ გრაფენი ფასდება მისი ნახევარგამტარული შესაძლებლობებით, ახალი ნახშირბადის ქსელი უფრო მეტ მეტს იქცევა. სინამდვილეში, როდესაც მხოლოდ 21 ატომია სიგანე, ბიფენილის ქსელის ზოლები შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ელექტრონული მოწყობილობებისთვის გამტარ ძაფები. მათ აღნიშნეს, რომ ამ მასშტაბით, გრაფენი კვლავ იქცევა ნახევარგამტარული.
მთავარმა ავტორმა თქვა: ”ნახშირბადის ქსელის ეს ახალი ტიპი ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას, როგორც ლითიუმ-იონური ბატარეების შესანიშნავი ანოდური მასალა. გრაფენზე დაფუძნებულ მიმდინარე მასალებთან შედარებით, მას აქვს უფრო დიდი ლითიუმის შენახვის მოცულობა.”
ლითიუმ-იონური ბატარეის ანოდი, როგორც წესი, შედგება სპილენძის კილიტაზე გავრცელებული გრაფიტისგან. მას აქვს მაღალი ელექტრული გამტარობა, რაც არა მხოლოდ აუცილებელია ლითიუმის იონების შექცევად განთავსებისთვის, არამედ იმის გამო, რომ მას შეუძლია გააგრძელოს ამის გაკეთება პოტენციურად ათასობით ციკლისთვის. ეს გახდის მას ძალიან ეფექტურ ბატარეად, მაგრამ ასევე ბატარეა, რომელიც შეიძლება გაგრძელდეს დიდხანს დეგრადაციის გარეშე.
ამასთან, ამ ახალ ნახშირბადის ქსელში დაფუძნებული უფრო ეფექტური და მცირე ალტერნატივები შეიძლება უფრო ინტენსიური გახადოს ბატარეის ენერგიის შენახვა. ამან შეიძლება გახდეს ელექტრო მანქანები და სხვა მოწყობილობები, რომლებიც იყენებენ ლითიუმ-იონური ბატარეებს უფრო მცირე და მსუბუქად.
ამასთან, გრაფენის მსგავსად, იმის გარკვევა, თუ როგორ უნდა წარმოქმნას ეს ახალი ვერსია ფართომასშტაბიანი მასშტაბით, შემდეგი გამოწვევაა. შეკრების ამჟამინდელი მეთოდი ეყრდნობა სუპერ გლუვ ოქროს ზედაპირს, რომელზეც ნახშირბადის შემცველი მოლეკულები თავდაპირველად ქმნიან დაკავშირებულ ექვსკუთხა ჯაჭვებს. შემდგომი რეაქციები აკავშირებს ამ ჯაჭვებს კვადრატულ და რვაფეხა ფორმების ფორმირებას, რაც საბოლოო შედეგს განსხვავდება გრაფენისგან.
მკვლევარებმა განმარტეს: ”ახალი იდეა არის რეგულირებული მოლეკულური წინამორბედების გამოყენება გრაფენის ნაცვლად ბიფენილის წარმოებისთვის. ახლა მიზანია მასალის უფრო დიდი ფურცლების წარმოება, რათა მისი თვისებები უკეთესად იქნას გაგებული.”
პოსტის დრო: იან -06-2022
