החוקרים ניבאו רשת פחמן חדשה, בדומה לגרפן, אך עם מבנה מיקרו מורכב יותר, מה שעלול להוביל לסוללות רכב חשמליות טובות יותר. גרפן הוא ללא ספק הצורה המוזרה המפורסמת ביותר של פחמן. הוא הוקדש ככלל משחק חדש פוטנציאלי לטכנולוגיית סוללות ליתיום-יון, אך שיטות ייצור חדשות יכולות בסופו של דבר לייצר יותר סוללות עתירות כוח.
ניתן לראות גרפן כרשת של אטומי פחמן, שם כל אטום פחמן מחובר לשלושה אטומי פחמן סמוכים לייצור משושים זעירים. עם זאת, החוקרים משערים כי בנוסף למבנה ישיר זה ישיר, ניתן ליצור גם מבנים אחרים.
זהו החומר החדש שפותח על ידי צוות מאוניברסיטת מרבורג בגרמניה ואוניברסיטת אלטו בפינלנד. הם שידלו אטומי פחמן לכיוונים חדשים. רשת ביפניל כביכול מורכבת מהקסגונים, ריבועים ואוקטגונים, שהיא רשת מורכבת יותר מאשר גרפן. החוקרים אומרים כי אם כן, יש לה שונה באופן משמעותי, ובמובנים מסוימים, תכונות אלקטרוניות נחשקות יותר.
לדוגמה, למרות שגרפן מוערך ביכולתו כמוליך למחצה, רשת הפחמן החדשה מתנהגת יותר כמו מתכת. למעשה, כאשר רק 21 אטומים רוחב, פסים של רשת ביפניל יכולים לשמש כחוטים מוליכים למכשירים אלקטרוניים. הם ציינו כי בקנה מידה זה, גרפן עדיין מתנהג כמו מוליך למחצה.
המחבר הראשי אמר: "סוג חדש זה של רשת פחמן יכול לשמש גם כחומר אנודה מעולה לסוללות ליתיום-יון. בהשוואה לחומרים מבוססי גרפן הנוכחיים, יש לו קיבולת אחסון ליתיום גדולה יותר."
האנודה של סוללת ליתיום-יון מורכבת בדרך כלל מפיזור גרפיט על נייר נחושת. יש לו מוליכות חשמלית גבוהה, שהיא לא רק חיונית להצבת יוני ליתיום באופן הפיך בין שכבותיה, אלא גם מכיוון שהיא יכולה להמשיך לעשות זאת עבור אלפי מחזורים. זה הופך אותה לסוללה יעילה ביותר, אך גם סוללה שיכולה להימשך זמן רב ללא השפלה.
עם זאת, אלטרנטיבות יעילות וקטנות יותר המבוססות על רשת פחמן חדשה זו יכולה להפוך את אחסון האנרגיה לסוללות לאינטנסיבי יותר. זה עשוי להפוך כלי רכב חשמליים ומכשירים אחרים המשתמשים בסוללות ליתיום-יון לצמדות וקלות יותר.
עם זאת, כמו גרפן, להבין כיצד לייצר גרסה חדשה זו בקנה מידה גדול הוא האתגר הבא. שיטת ההרכבה הנוכחית מסתמכת על משטח זהב חלק סופר עליו, עליו יוצרים תחילה מולקולות המכילות פחמן שרשראות משושה מחוברות. תגובות עוקבות מחברות בין שרשראות אלה ליצירת צורות מרובעות ומתומנות, מה שהופך את התוצאה הסופית שונה מגרפן.
החוקרים הסבירו: "הרעיון החדש הוא להשתמש במבשרים מולקולריים מותאמים כדי לייצר ביפניל במקום גרפן. המטרה כעת היא לייצר גיליונות גדולים יותר של חומר כך שניתן יהיה להבין טוב יותר את תכונותיו."
זמן ההודעה: ינואר -06-2022
