Los investigadores han pronosticado una nueva red de carbono, similar al grafeno, pero con una microestructura más compleja, que puede dar lugar a mejores baterías para vehículos eléctricos.El grafeno es posiblemente la forma peculiar de carbono más famosa.Se ha aprovechado como una posible nueva regla de juego para la tecnología de baterías de iones de litio, pero los nuevos métodos de fabricación pueden eventualmente producir baterías de mayor consumo energético.
El grafeno se puede ver como una red de átomos de carbono, donde cada átomo de carbono está conectado a tres átomos de carbono adyacentes para producir pequeños hexágonos.Sin embargo, los investigadores especulan que, además de esta estructura de panal directa, también se pueden generar otras estructuras.
Este es el nuevo material desarrollado por un equipo de la Universidad de Marburg en Alemania y la Universidad Aalto en Finlandia.Engatusaron a los átomos de carbono en nuevas direcciones.La llamada red de bifenilo está compuesta por hexágonos, cuadrados y octógonos, que es una red más compleja que el grafeno.Los investigadores dicen que, por lo tanto, tiene propiedades electrónicas significativamente diferentes y, en algunos aspectos, más deseables.
Por ejemplo, aunque el grafeno es valorado por su capacidad como semiconductor, la nueva red de carbono se comporta más como un metal.De hecho, cuando solo tienen 21 átomos de ancho, las franjas de la red de bifenilo se pueden usar como hilos conductores para dispositivos electrónicos.Señalaron que a esta escala, el grafeno todavía se comporta como un semiconductor.
El autor principal dijo: “Este nuevo tipo de red de carbono también se puede utilizar como un excelente material de ánodo para baterías de iones de litio.En comparación con los materiales actuales basados en grafeno, tiene una mayor capacidad de almacenamiento de litio”.
El ánodo de una batería de iones de litio suele estar compuesto de grafito esparcido sobre una lámina de cobre.Tiene una alta conductividad eléctrica, que no solo es esencial para colocar de forma reversible los iones de litio entre sus capas, sino también porque puede seguir haciéndolo durante potencialmente miles de ciclos.Esto la convierte en una batería altamente eficiente, pero también una batería que puede durar mucho tiempo sin degradarse.
Sin embargo, alternativas más eficientes y más pequeñas basadas en esta nueva red de carbono pueden hacer que el almacenamiento de energía de la batería sea más intensivo.Esto puede hacer que los vehículos eléctricos y otros dispositivos que usan baterías de iones de litio sean más pequeños y livianos.
Sin embargo, al igual que el grafeno, descubrir cómo fabricar esta nueva versión a gran escala es el próximo desafío.El método actual de ensamblaje se basa en una superficie de oro supersuave en la que las moléculas que contienen carbono forman inicialmente cadenas hexagonales conectadas.Las reacciones posteriores conectan estas cadenas para formar formas cuadradas y octogonales, lo que hace que el resultado final sea diferente del grafeno.
Los investigadores explicaron: “La nueva idea es usar precursores moleculares ajustados para producir bifenilo en lugar de grafeno.El objetivo ahora es producir láminas de material más grandes para que sus propiedades puedan entenderse mejor”.
Hora de publicación: 06-ene-2022