تنبأ الباحثون بوجود شبكة كربون جديدة ، على غرار الجرافين ، ولكن ببنية مجهرية أكثر تعقيدًا ، مما قد يؤدي إلى تحسين بطاريات السيارات الكهربائية.يمكن القول إن الجرافين هو أشهر أشكال الكربون.لقد تم استغلالها كقاعدة لعب جديدة محتملة لتكنولوجيا بطاريات الليثيوم أيون ، لكن طرق التصنيع الجديدة يمكن أن تنتج في النهاية المزيد من البطاريات كثيفة الاستهلاك للطاقة.
يمكن رؤية الجرافين على أنه شبكة من ذرات الكربون ، حيث ترتبط كل ذرة كربون بثلاث ذرات كربون متجاورة لإنتاج أشكال سداسية صغيرة.ومع ذلك ، يتوقع الباحثون أنه بالإضافة إلى هذا الهيكل المباشر على شكل قرص العسل ، يمكن أيضًا إنشاء هياكل أخرى.
هذه هي المادة الجديدة التي طورها فريق من جامعة ماربورغ في ألمانيا وجامعة آلتو في فنلندا.لقد أقنعوا ذرات الكربون في اتجاهات جديدة.تتكون شبكة ثنائي الفينيل المزعومة من أشكال سداسية ومربعات وثمانيات ، وهي شبكة أكثر تعقيدًا من شبكة الجرافين.يقول الباحثون إنه ، لذلك ، له خصائص إلكترونية مختلفة بشكل كبير ، وفي بعض النواحي ، أكثر من المرغوب فيه.
على سبيل المثال ، على الرغم من تقدير الجرافين لقدرته على أنه شبه موصل ، فإن شبكة الكربون الجديدة تتصرف مثل المعدن.في الواقع ، عندما يكون عرض 21 ذرة فقط ، يمكن استخدام خطوط شبكة ثنائي الفينيل كخيوط موصلة للأجهزة الإلكترونية.وأشاروا إلى أنه في هذا المقياس ، لا يزال الجرافين يتصرف مثل أشباه الموصلات.
قال المؤلف الرئيسي: "يمكن أيضًا استخدام هذا النوع الجديد من شبكة الكربون كمواد أنود ممتازة لبطاريات الليثيوم أيون.بالمقارنة مع المواد الحالية القائمة على الجرافين ، فإن لديها سعة تخزين أكبر من الليثيوم. "
يتكون أنود بطارية الليثيوم أيون عادة من الجرافيت المنتشر على رقائق النحاس.لديه موصلية كهربائية عالية ، وهو ليس ضروريًا فقط لوضع أيونات الليثيوم بشكل عكسي بين طبقاته ، ولكن أيضًا لأنه يمكنه الاستمرار في القيام بذلك لآلاف الدورات المحتملة.هذا يجعلها بطارية عالية الكفاءة ، ولكنها أيضًا بطارية يمكن أن تدوم لفترة طويلة دون تدهور.
ومع ذلك ، فإن البدائل الأصغر والأكثر كفاءة القائمة على شبكة الكربون الجديدة هذه يمكن أن تجعل تخزين طاقة البطارية أكثر كثافة.قد يجعل هذا السيارات الكهربائية والأجهزة الأخرى التي تستخدم بطاريات الليثيوم أيون أصغر حجمًا وأخف وزنًا.
ومع ذلك ، مثل الجرافين ، فإن معرفة كيفية تصنيع هذا الإصدار الجديد على نطاق واسع هو التحدي التالي.تعتمد الطريقة الحالية للتجميع على سطح ذهبي فائق النعومة حيث تشكل الجزيئات المحتوية على الكربون في البداية سلاسل سداسية متصلة.تربط التفاعلات اللاحقة هذه السلاسل لتشكيل أشكال مربعة وثمانية الأضلاع ، مما يجعل النتيجة النهائية مختلفة عن الجرافين.
أوضح الباحثون: "الفكرة الجديدة هي استخدام السلائف الجزيئية المعدلة لإنتاج ثنائي الفينيل بدلاً من الجرافين.الهدف الآن هو إنتاج صفائح أكبر من المواد بحيث يمكن فهم خصائصها بشكل أفضل. "
الوقت ما بعد: يناير 06-2022