Nowy rodzaj grafenu zapewni przełom w produkcji baterii

Naukowcy z Niemiec i Finlandii opracowali nowy materiał na bazie grafenu, który może stanowić przełom w produkcji baterii. Pozwoli tworzyć akumulatory o znacznie większej gęstości.

Grafen wykorzystano już jako potencjalny przełom w technologii akumulatorów litowo-jonowych. Jednak nowe metody jego produkcji mogą w przyszłości umożliwić produkcję ogniw o znacznie większej gęstości mocy.

Jak powszechnie wiadomo, materiał ten jest siatką z atomów węgla, składającą się z małych sześciokątów przypominających strukturę plastra miodu. Naukowcy od pewnego czasu teoretyzowali jednak, że możliwe jest stworzenie innych struktur zapewniających zupełnie nowe właściwości tego materiału. Tę teorię udało się właśnie potwierdzić naukowcom z niemieckiego Uniwersytetu Marburg oraz fińskiego Uniwersytetu Aalto.

Badacze obu tych uczelni na nowo ułożyli atomy węgla, zmieniając jednak ich orientację. Powstała w ten sposób tzw. sieć bifenylenowa składa się z sześciokątów, kwadratów i ośmiokątów i jest bardziej złożona niż standardowa forma grafenowa. Dzięki temu materiał uzyskał zupełnie inne właściwości elektroniczne.

Choć grafen jest ceniony za zdolność do działania jak półprzewodnik, to nowy materiał zachowuje się bardziej jak metal. Paski sieci bifenylenowej o szerokości zaledwie 21 atomów, mogą działać jako połączenia przewodzące dla urządzeń elektronicznych. Co ważne, grafen nadal zachowuje się jak półprzewodnik.

Według naukowców nowy materiał może służyć jako doskonały materiał na anodę w bateriach litowo-jonowych. W porównaniu z obecnymi materiałami na bazie grafenu, ma bowiem wyższą pojemność litu.

Umożliwi to budowanie akumulatorów o większej gęstości, dzięki czemu urządzenia zasilane takimi bateriami staną się mniejsze i lżejsze. Będzie to szczególnie korzystne w przypadku elektrycznych samochodów, w których baterie stanową dużą część ich masy. Obniżenie wagi akumulatorów, w połączeniu z większą ich gęstością znacznie wydłuży zasięg takich pojazdów. Inne branże również na tym skorzystają.

Oczywiście zanim nowy materiał wejdzie do powszechnego użytku, naukowcy będą musieli opracować metodę wytwarzania go na dużą skalę. Nie będzie to jednak łatwe i zapewne potrwa co najmniej kilka lat.

Źródło