연구원들은 그래핀과 유사하지만 더 복잡한 미세 구조를 가진 새로운 탄소 네트워크를 예측하여 더 나은 전기 자동차 배터리로 이어질 수 있다고 예측했습니다.그래핀은 틀림없이 가장 유명한 독특한 형태의 탄소입니다.그것은 리튬 이온 배터리 기술에 대한 잠재적인 새로운 게임 규칙으로 활용되었지만 새로운 제조 방법은 결국 더 많은 전력 집약적 배터리를 생산할 수 있습니다.
그래핀은 각 탄소 원자가 세 개의 인접한 탄소 원자에 연결되어 작은 육각형을 생성하는 탄소 원자의 네트워크로 볼 수 있습니다.그러나 연구원들은 이러한 직접적인 벌집 구조 외에도 다른 구조도 생성될 수 있다고 추측합니다.
독일 마르부르크 대학과 핀란드 알토 대학 연구팀이 개발한 신소재다.그들은 탄소 원자를 새로운 방향으로 유도했습니다.소위 비페닐 네트워크는 육각형, 사각형 및 팔각형으로 구성되며 그래핀보다 더 복잡한 그리드입니다.따라서 연구원들은 그것이 상당히 다르며 어떤 면에서는 더 바람직한 전자 특성을 가지고 있다고 말합니다.
예를 들어, 그래핀은 반도체로서의 능력으로 가치가 높지만 새로운 탄소 네트워크는 금속에 더 가깝습니다.사실, 원자의 폭이 21개에 불과할 때 비페닐 네트워크의 줄무늬는 전자 장치의 전도성 실로 사용될 수 있습니다.그들은 이 규모에서 그래핀이 여전히 반도체처럼 행동한다고 지적했습니다.
주 저자는 “이 새로운 유형의 탄소 네트워크는 리튬 이온 배터리의 우수한 양극 재료로도 사용할 수 있다.현재의 그래핀 기반 소재와 비교할 때 리튬 저장 용량이 더 큽니다.”
리튬 이온 배터리의 양극은 일반적으로 구리 호일에 흑연을 도포하여 구성됩니다.그것은 높은 전기 전도성을 가지고 있는데, 이는 층 사이에 리튬 이온을 가역적으로 배치하는 데 필수적일 뿐만 아니라 잠재적으로 수천 사이클 동안 계속해서 그렇게 할 수 있기 때문입니다.이로 인해 고효율 배터리인 동시에 성능 저하 없이 오래 사용할 수 있는 배터리이기도 합니다.
그러나 이 새로운 탄소 네트워크를 기반으로 하는 보다 효율적이고 작은 대안은 배터리 에너지 저장을 보다 집약적으로 만들 수 있습니다.이로 인해 리튬 이온 배터리를 사용하는 전기 자동차 및 기타 장치가 더 작고 가벼워질 수 있습니다.
그러나 그래핀과 마찬가지로 이 새로운 버전을 대규모로 제조하는 방법을 알아내는 것이 다음 과제입니다.현재의 조립 방법은 탄소 함유 분자가 초기에 연결된 육각 사슬을 형성하는 매우 매끄러운 금 표면에 의존합니다.후속 반응은 이러한 사슬을 연결하여 정사각형 및 팔각형 모양을 형성하므로 최종 결과가 그래핀과 다릅니다.
연구원들은 “새로운 아이디어는 조정된 분자 전구체를 사용하여 그래핀 대신 비페닐을 생산하는 것입니다.이제 목표는 재료의 특성을 더 잘 이해할 수 있도록 더 큰 재료 시트를 생산하는 것입니다.”
게시 시간: 2022년 1월 6일