Watafiti wametabiri mtandao mpya wa kaboni, sawa na graphene, lakini ukiwa na muundo mdogo zaidi, ambao unaweza kusababisha betri bora za magari ya umeme. Graphene huenda ikawa aina maarufu zaidi ya kaboni. Imetumika kama kanuni mpya ya mchezo kwa teknolojia ya betri ya lithiamu-ion, lakini mbinu mpya za utengenezaji hatimaye zinaweza kutoa betri zinazotumia nguvu nyingi zaidi.
Graphene inaweza kuonekana kama mtandao wa atomi za kaboni, ambapo kila atomi ya kaboni imeunganishwa na atomi tatu za kaboni zilizo karibu ili kutoa hexagoni ndogo. Hata hivyo, watafiti wanadhani kwamba pamoja na muundo huu wa moja kwa moja wa asali, miundo mingine pia inaweza kuzalishwa.
Hii ndiyo nyenzo mpya iliyotengenezwa na timu kutoka Chuo Kikuu cha Marburg nchini Ujerumani na Chuo Kikuu cha Aalto nchini Finland. Walishawishi atomi za kaboni katika mwelekeo mpya. Mtandao unaoitwa bifenili unaundwa na hexagoni, mraba na oktagoni, ambayo ni gridi changamano zaidi kuliko graphene. Watafiti wanasema kwamba, kwa hivyo, ina sifa tofauti za kielektroniki zinazohitajika zaidi, na kwa namna fulani.
Kwa mfano, ingawa graphene inathaminiwa kwa uwezo wake kama semiconductor, mtandao mpya wa kaboni hufanya kazi zaidi kama chuma. Kwa kweli, wakati atomi 21 pekee zina upana, mistari ya mtandao wa bifenili inaweza kutumika kama nyuzi za upitishaji kwa vifaa vya kielektroniki. Walisema kwamba kwa kiwango hiki, graphene bado hufanya kazi kama semiconductor.
Mwandishi mkuu alisema: "Aina hii mpya ya mtandao wa kaboni inaweza pia kutumika kama nyenzo bora ya anodi kwa betri za lithiamu-ion. Ikilinganishwa na vifaa vya sasa vinavyotokana na graphene, ina uwezo mkubwa wa kuhifadhi lithiamu."
Anodi ya betri ya lithiamu-ion kwa kawaida huundwa kwa grafiti iliyosambazwa kwenye karatasi ya shaba. Ina upitishaji wa umeme wa hali ya juu, ambao si muhimu tu kwa kuweka ioni za lithiamu kati ya tabaka zake, lakini pia kwa sababu inaweza kuendelea kufanya hivyo kwa mizunguko inayowezekana ya maelfu. Hii inafanya kuwa betri yenye ufanisi mkubwa, lakini pia betri ambayo inaweza kudumu kwa muda mrefu bila kuharibika.
Hata hivyo, njia mbadala zenye ufanisi zaidi na ndogo kulingana na mtandao huu mpya wa kaboni zinaweza kufanya uhifadhi wa nishati ya betri kuwa mkubwa zaidi. Hii inaweza kufanya magari ya umeme na vifaa vingine vinavyotumia betri za lithiamu-ion kuwa vidogo na vyepesi zaidi.
Hata hivyo, kama graphene, kutafuta jinsi ya kutengeneza toleo hili jipya kwa kiwango kikubwa ni changamoto inayofuata. Mbinu ya sasa ya kuunganisha inategemea uso laini sana wa dhahabu ambapo molekuli zenye kaboni huunda minyororo ya hexagonal iliyounganishwa hapo awali. Miitikio inayofuata huunganisha minyororo hii ili kuunda maumbo ya mraba na ya pembe nne, na kufanya matokeo ya mwisho kuwa tofauti na graphene.
Watafiti walielezea: "Wazo jipya ni kutumia vitangulizi vya molekuli vilivyorekebishwa ili kutoa bifenili badala ya graphene. Lengo sasa ni kutoa karatasi kubwa zaidi za nyenzo ili sifa zake ziweze kueleweka vyema."
Muda wa chapisho: Januari-06-2022
