นักวิจัยได้ทำนายเครือข่ายคาร์บอนใหม่คล้ายกับกราฟีน แต่มีโครงสร้างจุลภาคที่ซับซ้อนมากขึ้นซึ่งอาจนำไปสู่แบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าที่ดีขึ้น กราฟีนเป็นรูปแบบที่แปลกประหลาดที่สุดของคาร์บอน มันได้รับการแตะเป็นกฎเกมใหม่ที่มีศักยภาพสำหรับเทคโนโลยีแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน แต่วิธีการผลิตใหม่สามารถผลิตแบตเตอรี่ที่ใช้พลังงานได้มากขึ้น
กราฟีนสามารถมองเห็นได้ว่าเป็นเครือข่ายอะตอมคาร์บอนซึ่งแต่ละอะตอมคาร์บอนเชื่อมต่อกับอะตอมคาร์บอนที่อยู่ติดกันสามอะตอม อย่างไรก็ตามนักวิจัยคาดการณ์ว่านอกเหนือจากโครงสร้างรังผึ้งโดยตรงนี้ยังสามารถสร้างโครงสร้างอื่น ๆ ได้
นี่คือวัสดุใหม่ที่พัฒนาโดยทีมงานจากมหาวิทยาลัยมาร์บูร์กในประเทศเยอรมนีและมหาวิทยาลัย Aalto ในฟินแลนด์ พวกเขาเกลี้ยกล่อมคาร์บอนอะตอมในทิศทางใหม่ เครือข่าย biphenyl ที่เรียกว่าประกอบด้วย hexagons, สี่เหลี่ยมจัตุรัสและ octagons ซึ่งเป็นกริดที่ซับซ้อนกว่ากราฟีน นักวิจัยกล่าวว่าดังนั้นจึงมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญและในบางแง่คุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ที่ต้องการมากขึ้น
ตัวอย่างเช่นแม้ว่ากราฟีนจะมีมูลค่าสำหรับความสามารถในฐานะเซมิคอนดักเตอร์ แต่เครือข่ายคาร์บอนใหม่มีพฤติกรรมเหมือนโลหะมากขึ้น ในความเป็นจริงเมื่อมีเพียง 21 อะตอมกว้างแถบของเครือข่าย biphenyl สามารถใช้เป็นเธรดนำไฟฟ้าสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ พวกเขาชี้ให้เห็นว่าในระดับนี้กราฟีนยังคงทำงานเหมือนเซมิคอนดักเตอร์
ผู้เขียนหลักกล่าวว่า:“ เครือข่ายคาร์บอนชนิดใหม่นี้ยังสามารถใช้เป็นวัสดุขั้วบวกที่ยอดเยี่ยมสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเมื่อเทียบกับวัสดุที่ใช้กราฟีนในปัจจุบันมันมีความจุลิเธียมมากขึ้น”
ขั้วบวกของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมักจะประกอบด้วยการแพร่กระจายของกราไฟท์บนฟอยล์ทองแดง มันมีค่าการนำไฟฟ้าสูงซึ่งไม่เพียง แต่จำเป็นสำหรับการวางลิเธียมไอออนระหว่างเลเยอร์ของมัน แต่ยังเป็นเพราะมันสามารถดำเนินการต่อไปได้หลายพันรอบ สิ่งนี้ทำให้เป็นแบตเตอรี่ที่มีประสิทธิภาพสูง แต่ยังเป็นแบตเตอรี่ที่สามารถอยู่ได้นานโดยไม่ลดลง
อย่างไรก็ตามทางเลือกที่มีประสิทธิภาพและเล็กกว่าบนพื้นฐานของเครือข่ายคาร์บอนใหม่นี้สามารถทำให้การจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่เข้มข้นขึ้น สิ่งนี้อาจทำให้ยานพาหนะไฟฟ้าและอุปกรณ์อื่น ๆ ที่ใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเล็กลงและเบาลง
อย่างไรก็ตามเช่นเดียวกับกราฟีนการหาวิธีการผลิตเวอร์ชันใหม่นี้ในขนาดใหญ่เป็นความท้าทายต่อไป วิธีการในปัจจุบันของการประกอบขึ้นอยู่กับพื้นผิวทองคำที่เรียบเป็นพิเศษซึ่งโมเลกุลที่มีคาร์บอนที่มีอยู่ในขั้นต้นจะก่อตัวเป็นโซ่หกเหลี่ยมที่เชื่อมต่อ ปฏิกิริยาที่ตามมาเชื่อมต่อโซ่เหล่านี้กับรูปทรงสี่เหลี่ยมและรูปทรงแปดเหลี่ยมทำให้ผลลัพธ์สุดท้ายแตกต่างจากกราฟีน
นักวิจัยอธิบายว่า:“ แนวคิดใหม่คือการใช้สารตั้งต้นโมเลกุลที่ปรับเพื่อผลิต biphenyl แทนกราฟีนเป้าหมายในขณะนี้คือการผลิตแผ่นวัสดุขนาดใหญ่ขึ้นเพื่อให้คุณสมบัติของมันสามารถเข้าใจได้ดีขึ้น”
เวลาโพสต์: ม.ค.-06-2022
