Mae ymchwilwyr wedi rhagweld rhwydwaith carbon newydd, yn debyg i graphene, ond gyda microstrwythur mwy cymhleth, a allai arwain at well batris cerbydau trydan. Gellir dadlau mai graphene yw'r math hynod enwocaf o garbon. Mae wedi cael ei tapio fel rheol gêm newydd bosibl ar gyfer technoleg batri lithiwm-ion, ond yn y pen draw gall dulliau gweithgynhyrchu newydd gynhyrchu batris mwy pŵer-ddwys.
Gellir gweld graphene fel rhwydwaith o atomau carbon, lle mae pob atom carbon wedi'i gysylltu â thri atom carbon cyfagos i gynhyrchu hecsagonau bach. Fodd bynnag, mae'r ymchwilwyr yn dyfalu y gellir cynhyrchu strwythurau eraill hefyd yn ychwanegol at y strwythur diliau uniongyrchol hwn.
Dyma'r deunydd newydd a ddatblygwyd gan dîm o Brifysgol Marburg yn yr Almaen a Phrifysgol Aalto yn y Ffindir. Fe wnaethant gyflyru atomau carbon i gyfeiriadau newydd. Mae'r rhwydwaith biffenyl fel y'i gelwir yn cynnwys hecsagonau, sgwariau ac octagonau, sy'n grid mwy cymhleth na graphene. Dywed yr ymchwilwyr, felly, fod ganddo briodweddau electronig mwy dymunol, ac mewn rhai agweddau, yn sylweddol wahanol.
Er enghraifft, er bod graphene yn cael ei werthfawrogi am ei allu fel lled -ddargludydd, mae'r rhwydwaith carbon newydd yn ymddwyn yn debycach i fetel. Mewn gwirionedd, pan mai dim ond 21 atom o led, gellir defnyddio streipiau'r rhwydwaith biffenyl fel edafedd dargludol ar gyfer dyfeisiau electronig. Fe wnaethant dynnu sylw at y ffaith bod graphene ar y raddfa hon yn dal i ymddwyn fel lled -ddargludydd.
Dywedodd y prif awdur: “Gellir defnyddio’r math newydd hwn o rwydwaith carbon hefyd fel deunydd anod rhagorol ar gyfer batris lithiwm-ion. O’i gymharu â deunyddiau cyfredol sy’n seiliedig ar graphene, mae ganddo fwy o gapasiti storio lithiwm.”
Mae anod batri lithiwm-ion fel arfer yn cynnwys graffit wedi'i wasgaru ar ffoil copr. Mae ganddo ddargludedd trydanol uchel, sydd nid yn unig yn hanfodol ar gyfer gosod ïonau lithiwm yn wrthdroi rhwng ei haenau, ond hefyd oherwydd gall barhau i wneud hynny ar gyfer miloedd o gylchoedd o bosibl. Mae hyn yn ei wneud yn fatri hynod effeithlon, ond hefyd yn fatri a all bara am amser hir heb ei ddiraddio.
Fodd bynnag, gall dewisiadau amgen mwy effeithlon a llai yn seiliedig ar y rhwydwaith carbon newydd hwn wneud storio ynni batri yn fwy dwys. Gall hyn wneud cerbydau trydan a dyfeisiau eraill sy'n defnyddio batris lithiwm-ion yn llai ac yn ysgafnach.
Fodd bynnag, fel graphene, cyfrifo sut i weithgynhyrchu'r fersiwn newydd hon ar raddfa fawr yw'r her nesaf. Mae'r dull cynulliad cyfredol yn dibynnu ar arwyneb aur llyfn iawn lle mae moleciwlau sy'n cynnwys carbon yn ffurfio cadwyni hecsagonol wedi'u cysylltu i ddechrau. Mae adweithiau dilynol yn cysylltu'r cadwyni hyn â ffurfio siapiau sgwâr ac wythonglog, gan wneud y canlyniad terfynol yn wahanol i graphene.
Esboniodd yr ymchwilwyr: “Y syniad newydd yw defnyddio rhagflaenwyr moleciwlaidd wedi’u haddasu i gynhyrchu biffenyl yn lle graphene. Y nod nawr yw cynhyrchu cynfasau mwy o ddeunydd fel y gellir deall ei briodweddau yn well.”
Amser Post: Ion-06-2022
