Para penyelidik telah meramalkan rangkaian karbon baharu, serupa dengan grafena, tetapi dengan mikrostruktur yang lebih kompleks, yang boleh membawa kepada bateri kenderaan elektrik yang lebih baik. Grafena boleh dikatakan sebagai bentuk karbon pelik yang paling terkenal. Ia telah digunakan sebagai peraturan baharu yang berpotensi untuk teknologi bateri litium-ion, tetapi kaedah pembuatan baharu akhirnya boleh menghasilkan bateri yang lebih intensif kuasa.
Grafena boleh dilihat sebagai rangkaian atom karbon, di mana setiap atom karbon disambungkan kepada tiga atom karbon bersebelahan untuk menghasilkan heksagon kecil. Walau bagaimanapun, para penyelidik membuat spekulasi bahawa selain struktur sarang lebah langsung ini, struktur lain juga boleh dijana.
Ini adalah bahan baharu yang dibangunkan oleh pasukan dari Universiti Marburg di Jerman dan Universiti Aalto di Finland. Mereka memujuk atom karbon ke arah baharu. Rangkaian bifenil yang dipanggil terdiri daripada heksagon, segi empat sama dan segi lapan, yang merupakan grid yang lebih kompleks daripada grafena. Para penyelidik mengatakan bahawa, oleh itu, ia mempunyai sifat elektronik yang jauh berbeza, dan dalam beberapa aspek, lebih diingini.
Contohnya, walaupun grafena dinilai kerana keupayaannya sebagai semikonduktor, rangkaian karbon baharu bertindak lebih seperti logam. Malah, apabila hanya selebar 21 atom, jalur rangkaian bifenil boleh digunakan sebagai benang konduktif untuk peranti elektronik. Mereka menunjukkan bahawa pada skala ini, grafena masih bertindak seperti semikonduktor.
Penulis utama berkata: “Jenis rangkaian karbon baharu ini juga boleh digunakan sebagai bahan anod yang sangat baik untuk bateri litium-ion. Berbanding dengan bahan berasaskan grafen semasa, ia mempunyai kapasiti penyimpanan litium yang lebih besar.”
Anod bateri litium-ion biasanya terdiri daripada grafit yang disapu pada kerajang kuprum. Ia mempunyai kekonduksian elektrik yang tinggi, yang bukan sahaja penting untuk meletakkan ion litium secara terbalik di antara lapisannya, tetapi juga kerana ia boleh terus berbuat demikian selama beribu-ribu kitaran. Ini menjadikannya bateri yang sangat cekap, tetapi juga bateri yang boleh bertahan lama tanpa degradasi.
Walau bagaimanapun, alternatif yang lebih cekap dan lebih kecil berdasarkan rangkaian karbon baharu ini boleh menjadikan penyimpanan tenaga bateri lebih intensif. Ini mungkin menjadikan kenderaan elektrik dan peranti lain yang menggunakan bateri litium-ion lebih kecil dan lebih ringan.
Walau bagaimanapun, seperti grafena, memikirkan cara untuk menghasilkan versi baharu ini pada skala besar adalah cabaran seterusnya. Kaedah pemasangan semasa bergantung pada permukaan emas yang sangat licin di mana molekul yang mengandungi karbon pada mulanya membentuk rantai heksagon yang bersambung. Tindak balas seterusnya menghubungkan rantai ini untuk membentuk bentuk segi empat sama dan segi lapan, menjadikan hasil akhir berbeza daripada grafena.
Para penyelidik menjelaskan: “Idea baharu ini adalah untuk menggunakan prekursor molekul yang diselaraskan untuk menghasilkan bifenil dan bukannya grafena. Matlamatnya sekarang adalah untuk menghasilkan kepingan bahan yang lebih besar supaya sifatnya dapat difahami dengan lebih baik.”
Masa siaran: 6 Jan-2022
