研究者は、グラフェンと同様の新しい炭素ネットワークを予測していますが、より複雑な微細構造を備えているため、電気自動車のバッテリーが向上する可能性があります。グラフェンは間違いなく最も有名な炭素の形態です。リチウムイオンバッテリーテクノロジーの潜在的な新しいゲームルールとしてタップされていますが、新しい製造方法は最終的にはより発電量の多いバッテリーを生産する可能性があります。
グラフェンは、各炭素原子が3つの隣接する炭素原子に接続されて小さなヘキサゴンを生成する炭素原子のネットワークと見なすことができます。しかし、研究者は、この直接的なハニカム構造に加えて、他の構造も生成できると推測しています。
これは、ドイツのマールブルク大学とフィンランドのアールト大学のチームによって開発された新しい資料です。それらは、炭素原子を新しい方向に協力しました。いわゆるビフェニルネットワークは、グラフェンよりも複雑なグリッドであるヘキサゴン、正方形、オクタゴンで構成されています。したがって、研究者は、それは大幅に異なると言います、そして、いくつかの点で、より望ましい電子特性があります。
たとえば、グラフェンは半導体としての能力について評価されていますが、新しいカーボンネットワークは金属のように動作します。実際、幅21の原子のみの場合、ビフェニルネットワークのストライプは、電子デバイスの導電性スレッドとして使用できます。彼らは、このスケールで、グラフェンはまだ半導体のように振る舞うことを指摘しました。
主な著者は、「この新しいタイプの炭素ネットワークは、リチウムイオン電池の優れたアノード材料としても使用できます。現在のグラフェンベースの材料と比較して、リチウム貯蔵容量が大きくなります。」
リチウムイオンバッテリーのアノードは、通常、銅箔に広がっているグラファイトで構成されています。電気伝導率が高く、リチウムイオンを層の間に可逆的に配置するためだけでなく、潜在的に数千サイクルの場合もそうすることができるためです。これにより、非常に効率的なバッテリーになりますが、劣化なしで長時間持続できるバッテリーでもあります。
ただし、この新しいカーボンネットワークに基づいたより効率的で小規模な代替品は、バッテリーエネルギーの貯蔵をより集中にすることができます。これにより、電気自動車やリチウムイオンバッテリーをより小さくて軽く使用する他のデバイスにする可能性があります。
ただし、グラフェンのように、この新しいバージョンを大規模に製造する方法を考え出すことが次の課題です。現在の組み立て方法は、炭素含有分子が最初に接続された六角形鎖を形成する超滑らかな金表面に依存しています。その後の反応は、これらの鎖を接続して正方形と八角形の形状を形成し、最終結果をグラフェンとは異なります。
研究者は次のように説明しました。「新しいアイデアは、調整された分子前駆体を使用してグラフェンの代わりにビフェニルを生成することです。目標は、その特性をよりよく理解できるように、より大きな材料のシートを生成することです。」
投稿時間：1月-06-2022
