Tədqiqatçılar qrafenə bənzər, lakin daha mürəkkəb mikrostrukturlu yeni bir karbon şəbəkəsi proqnozlaşdırıblar ki, bu da daha yaxşı elektrikli nəqliyyat vasitələrinin batareyalarına gətirib çıxara bilər. Qrafen, mübahisəsiz olaraq, ən məşhur özünəməxsus karbon formasıdır. O, litium-ion batareya texnologiyası üçün potensial yeni bir oyun qaydası kimi istifadə olunur, lakin yeni istehsal üsulları nəticədə daha çox enerji tələb edən batareyalar istehsal edə bilər.
Qrafen, hər bir karbon atomunun üç qonşu karbon atomuna birləşərək kiçik altıbucaqlılar əmələ gətirdiyi karbon atomları şəbəkəsi kimi qəbul edilə bilər. Lakin tədqiqatçılar bu birbaşa pətək quruluşuna əlavə olaraq, digər strukturların da yarana biləcəyini fərz edirlər.
Bu, Almaniyanın Marburq Universiteti və Finlandiyanın Aalto Universitetindən olan bir qrup tərəfindən hazırlanmış yeni materialdır. Onlar karbon atomlarını yeni istiqamətlərə yönəldiblər. Sözdə bifenil şəbəkəsi qrafendən daha mürəkkəb bir şəbəkə olan altıbucaqlılardan, kvadratlardan və səkkizbucaqlılardan ibarətdir. Tədqiqatçılar buna görə də onun əhəmiyyətli dərəcədə fərqli və bəzi cəhətlərdən daha arzuolunan elektron xüsusiyyətlərə malik olduğunu söyləyirlər.
Məsələn, qrafen yarımkeçirici kimi qiymətləndirilsə də, yeni karbon şəbəkəsi daha çox metal kimi davranır. Əslində, yalnız 21 atom genişliyində olduqda, bifenil şəbəkəsinin zolaqları elektron cihazlar üçün keçirici naqillər kimi istifadə edilə bilər. Onlar qeyd etdilər ki, bu miqyasda qrafen hələ də yarımkeçirici kimi davranır.
Əsas müəllif dedi: “Bu yeni karbon şəbəkəsi növü litium-ion batareyaları üçün əla anod materialı kimi də istifadə edilə bilər. Mövcud qrafen əsaslı materiallarla müqayisədə daha böyük litium saxlama tutumuna malikdir.”
Litium-ion batareyasının anodu adətən mis folqa üzərinə yayılmış qrafitdən ibarətdir. Yüksək elektrik keçiriciliyinə malikdir və bu, yalnız litium ionlarını təbəqələri arasında geriyə doğru yerləşdirmək üçün deyil, həm də potensial olaraq minlərlə dövr ərzində bunu davam etdirə bilməsi üçün vacibdir. Bu, onu yüksək səmərəli batareyaya çevirir, həm də parçalanmadan uzun müddət işləyə bilən batareyadır.
Lakin, bu yeni karbon şəbəkəsinə əsaslanan daha səmərəli və kiçik alternativlər batareya enerjisinin saxlanmasını daha intensiv edə bilər. Bu, litium-ion batareyalarından istifadə edən elektrikli nəqliyyat vasitələrini və digər cihazları daha kiçik və yüngül edə bilər.
Lakin, qrafen kimi, bu yeni versiyanın geniş miqyasda necə istehsal olunacağını anlamaq növbəti çətinlikdir. Hazırkı montaj üsulu, karbon tərkibli molekulların əvvəlcə bir-birinə bağlı altıbucaqlı zəncirlər əmələ gətirdiyi super hamar qızıl səthə əsaslanır. Sonrakı reaksiyalar bu zəncirləri kvadrat və səkkizbucaqlı formalar əmələ gətirmək üçün birləşdirir və bu da son nəticəni qrafendən fərqli edir.
Tədqiqatçılar izah etdilər: “Yeni ideya, qrafen əvəzinə bifenil istehsal etmək üçün tənzimlənmiş molekulyar prekursorlardan istifadə etməkdir. İndi məqsəd xüsusiyyətlərinin daha yaxşı başa düşülməsi üçün daha böyük material təbəqələri istehsal etməkdir.”
Yazı vaxtı: 06 Yanvar 2022
