Araştırmacılar, grafene benzer, ancak daha karmaşık bir mikro yapıya sahip yeni bir karbon ağı öngördüler ve bu ağ, daha iyi elektrikli araç bataryalarına yol açabilir. Grafen, tartışmasız en ünlü tuhaf karbon türüdür. Lityum iyon pil teknolojisi için potansiyel bir yeni kural olarak değerlendirilmiştir, ancak yeni üretim yöntemleri sonunda daha fazla güç tüketen piller üretebilir.
Grafen, her karbon atomunun üç bitişik karbon atomuna bağlanarak minik altıgenler oluşturduğu bir karbon atomları ağı olarak görülebilir. Ancak araştırmacılar, bu doğrudan petek yapısına ek olarak başka yapıların da oluşabileceğini düşünüyor.
Bu, Almanya'daki Marburg Üniversitesi ve Finlandiya'daki Aalto Üniversitesi'nden bir ekip tarafından geliştirilen yeni bir malzeme. Karbon atomlarını yeni yönlere doğru yönlendirdiler. Bifenil ağı olarak adlandırılan bu yapı, altıgenler, kareler ve sekizgenlerden oluşuyor ve grafenden daha karmaşık bir yapı. Araştırmacılar, bu nedenle grafenden önemli ölçüde farklı ve bazı açılardan daha arzu edilen elektronik özelliklere sahip olduğunu söylüyor.
Örneğin, grafen yarı iletken özelliği nedeniyle değerli olsa da, yeni karbon ağı daha çok bir metal gibi davranıyor. Hatta, sadece 21 atom genişliğinde olduğunda, bifenil ağının şeritleri elektronik cihazlar için iletken iplikler olarak kullanılabilir. Bu ölçekte bile grafenin hala bir yarı iletken gibi davrandığına dikkat çektiler.
Baş yazar şunları söyledi: "Bu yeni tip karbon ağı, lityum iyon piller için mükemmel bir anot malzemesi olarak da kullanılabilir. Mevcut grafen bazlı malzemelerle karşılaştırıldığında, daha yüksek bir lityum depolama kapasitesine sahiptir."
Lityum iyon pilin anodu genellikle bakır folyo üzerine yayılmış grafitten oluşur. Yüksek elektriksel iletkenliğe sahiptir; bu, yalnızca lityum iyonlarını katmanları arasına geri dönüşümlü olarak yerleştirmek için değil, aynı zamanda bunu potansiyel olarak binlerce döngü boyunca sürdürebilmesi için de gereklidir. Bu, onu hem oldukça verimli hem de bozulmadan uzun süre dayanabilen bir pil yapar.
Ancak, bu yeni karbon ağına dayalı daha verimli ve daha küçük alternatifler, pil enerjisi depolamasını daha yoğun hale getirebilir. Bu durum, lityum iyon pil kullanan elektrikli araçların ve diğer cihazların daha küçük ve daha hafif olmasını sağlayabilir.
Ancak, grafen gibi, bu yeni versiyonun büyük ölçekte nasıl üretileceğini bulmak bir sonraki zorluk. Mevcut birleştirme yöntemi, karbon içeren moleküllerin başlangıçta birbirine bağlı altıgen zincirler oluşturduğu süper pürüzsüz bir altın yüzeye dayanıyor. Sonraki reaksiyonlar bu zincirleri birbirine bağlayarak kare ve sekizgen şekiller oluşturuyor ve bu da nihai sonucu grafenden farklı kılıyor.
Araştırmacılar şöyle açıklıyor: "Yeni fikir, grafen yerine bifenil üretmek için ayarlanmış moleküler öncüller kullanmak. Şimdiki hedefimiz, özelliklerinin daha iyi anlaşılabilmesi için daha büyük malzeme tabakaları üretmek."
Gönderi zamanı: 06 Ocak 2022
