Les chercheurs ont prédit un nouveau réseau de carbone, similaire au graphène, mais avec une microstructure plus complexe, qui pourrait conduire à de meilleures batteries de véhicules électriques.Le graphène est sans doute la forme particulière de carbone la plus célèbre.Il a été exploité comme une nouvelle règle de jeu potentielle pour la technologie des batteries lithium-ion, mais de nouvelles méthodes de fabrication peuvent éventuellement produire des batteries plus gourmandes en énergie.
Le graphène peut être considéré comme un réseau d'atomes de carbone, où chaque atome de carbone est connecté à trois atomes de carbone adjacents pour produire de minuscules hexagones.Cependant, les chercheurs pensent qu'en plus de cette structure directe en nid d'abeille, d'autres structures peuvent également être générées.
Il s'agit du nouveau matériau développé par une équipe de l'Université de Marburg en Allemagne et de l'Université Aalto en Finlande.Ils ont amené les atomes de carbone dans de nouvelles directions.Le réseau dit biphényle est composé d'hexagones, de carrés et d'octogones, qui est une grille plus complexe que le graphène.Les chercheurs disent que, par conséquent, il a des propriétés électroniques significativement différentes et, à certains égards, plus souhaitables.
Par exemple, bien que le graphène soit apprécié pour sa capacité en tant que semi-conducteur, le nouveau réseau de carbone se comporte davantage comme un métal.En fait, lorsqu'elles ne font que 21 atomes de large, les bandes du réseau biphényle peuvent être utilisées comme fils conducteurs pour les appareils électroniques.Ils ont souligné qu'à cette échelle, le graphène se comporte toujours comme un semi-conducteur.
L'auteur principal a déclaré : « Ce nouveau type de réseau de carbone peut également être utilisé comme un excellent matériau d'anode pour les batteries lithium-ion.Comparé aux matériaux actuels à base de graphène, il a une plus grande capacité de stockage du lithium.
L'anode d'une batterie lithium-ion est généralement composée de graphite étalé sur une feuille de cuivre.Il a une conductivité électrique élevée, ce qui est non seulement essentiel pour placer de manière réversible les ions lithium entre ses couches, mais aussi parce qu'il peut continuer à le faire pendant potentiellement des milliers de cycles.Cela en fait une batterie très efficace, mais aussi une batterie qui peut durer longtemps sans se dégrader.
Cependant, des alternatives plus efficaces et plus petites basées sur ce nouveau réseau de carbone peuvent rendre le stockage d'énergie des batteries plus intensif.Cela peut rendre les véhicules électriques et autres appareils utilisant des batteries lithium-ion plus petits et plus légers.
Cependant, comme le graphène, trouver comment fabriquer cette nouvelle version à grande échelle est le prochain défi.La méthode d'assemblage actuelle repose sur une surface d'or super lisse sur laquelle les molécules contenant du carbone forment initialement des chaînes hexagonales connectées.Les réactions ultérieures relient ces chaînes pour former des formes carrées et octogonales, rendant le résultat final différent du graphène.
Les chercheurs ont expliqué : « La nouvelle idée est d'utiliser des précurseurs moléculaires ajustés pour produire du biphényle au lieu du graphène.L'objectif est maintenant de produire de plus grandes feuilles de matériau afin que ses propriétés puissent être mieux comprises.
Heure de publication : 06 janvier 2022