संशोधकांनी ग्राफीनसारख्या, परंतु अधिक जटिल सूक्ष्म-संरचना असलेल्या एका नवीन कार्बन नेटवर्कचा अंदाज वर्तवला आहे, ज्यामुळे इलेक्ट्रिक वाहनांच्या अधिक चांगल्या बॅटरी तयार होऊ शकतात. ग्राफीन हे कार्बनचे निःसंशयपणे सर्वात प्रसिद्ध आणि वैशिष्ट्यपूर्ण स्वरूप आहे. लिथियम-आयन बॅटरी तंत्रज्ञानासाठी एक संभाव्य नवीन नियम म्हणून त्याचा वापर केला गेला आहे, परंतु नवीन उत्पादन पद्धतींमुळे अखेरीस अधिक ऊर्जा-केंद्रित बॅटरी तयार होऊ शकतात.
ग्राफीनला कार्बन अणूंचे एक जाळे म्हणून पाहिले जाऊ शकते, जिथे प्रत्येक कार्बन अणू त्याच्या लगतच्या तीन कार्बन अणूंना जोडून लहान षटकोन तयार होतात. तथापि, संशोधकांचा असा अंदाज आहे की या थेट मधमाशीच्या पोळ्यासारख्या रचनेव्यतिरिक्त, इतर रचना देखील तयार केल्या जाऊ शकतात.
जर्मनीतील मारबर्ग विद्यापीठ आणि फिनलंडमधील आल्टो विद्यापीठाच्या एका संघाने विकसित केलेला हा एक नवीन पदार्थ आहे. त्यांनी कार्बन अणूंना नवीन दिशांमध्ये वळवले. तथाकथित बायफेनिल नेटवर्क हे षटकोन, चौरस आणि अष्टकोन यांनी बनलेले आहे, जे ग्राफीनपेक्षा अधिक गुंतागुंतीचे जाळे आहे. संशोधकांच्या मते, त्यामुळे त्याचे इलेक्ट्रॉनिक गुणधर्म लक्षणीयरीत्या भिन्न आणि काही बाबतीत अधिक इष्ट आहेत.
उदाहरणार्थ, ग्राफीनला अर्धवाहक म्हणून त्याच्या क्षमतेसाठी महत्त्व दिले जात असले तरी, हे नवीन कार्बन नेटवर्क धातूप्रमाणेच अधिक कार्य करते. खरे तर, केवळ २१ अणू रुंद असताना, बायफेनिल नेटवर्कच्या पट्ट्यांचा वापर इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांसाठी प्रवाहकीय धागे म्हणून केला जाऊ शकतो. त्यांनी निदर्शनास आणून दिले की, या लहान आकारातही ग्राफीन अर्धवाहकाप्रमाणेच कार्य करते.
मुख्य लेखक म्हणाले: “या नवीन प्रकारच्या कार्बन नेटवर्कचा वापर लिथियम-आयन बॅटरीसाठी एक उत्कृष्ट ॲनोड मटेरियल म्हणूनही केला जाऊ शकतो. सध्याच्या ग्राफीन-आधारित मटेरियलच्या तुलनेत, यात लिथियम साठवण्याची क्षमता अधिक आहे.”
लिथियम-आयन बॅटरीचा ॲनोड सामान्यतः तांब्याच्या फॉइलवर पसरवलेल्या ग्रॅफाइटपासून बनलेला असतो. त्याची विद्युत वाहकता उच्च असते, जी केवळ त्याच्या थरांमध्ये लिथियम आयन उलटसुलटपणे ठेवण्यासाठीच आवश्यक नाही, तर संभाव्यतः हजारो चक्रांपर्यंत ही प्रक्रिया सुरू ठेवू शकत असल्यामुळेही ती महत्त्वाची ठरते. यामुळे ही एक अत्यंत कार्यक्षम बॅटरी तर बनतेच, शिवाय ती कोणत्याही प्रकारची हानी न होता दीर्घकाळ टिकणारी बॅटरीसुद्धा ठरते.
मात्र, या नवीन कार्बन नेटवर्कवर आधारित अधिक कार्यक्षम आणि लहान पर्यायांमुळे बॅटरी ऊर्जा साठवणूक अधिक सघन होऊ शकते. यामुळे लिथियम-आयन बॅटरी वापरणारी इलेक्ट्रिक वाहने आणि इतर उपकरणे अधिक लहान व हलकी होऊ शकतात.
मात्र, ग्राफीनप्रमाणेच, या नवीन आवृत्तीचे मोठ्या प्रमाणावर उत्पादन कसे करायचे हे शोधून काढणे हे पुढील आव्हान आहे. सध्याची जुळणी पद्धत एका अतिशय गुळगुळीत सोन्याच्या पृष्ठभागावर अवलंबून असते, ज्यावर कार्बनयुक्त रेणू सुरुवातीला एकमेकांना जोडलेल्या षटकोनी साखळ्या तयार करतात. त्यानंतरच्या अभिक्रिया या साखळ्यांना जोडून चौरस आणि अष्टकोनी आकार तयार करतात, ज्यामुळे अंतिम परिणाम ग्राफीनपेक्षा वेगळा ठरतो.
संशोधकांनी स्पष्ट केले: “ग्राफीनऐवजी बायफेनिल तयार करण्यासाठी समायोजित आण्विक पूर्वगामी वापरणे ही नवीन कल्पना आहे. आता या पदार्थाचे मोठे थर तयार करण्याचे उद्दिष्ट आहे, जेणेकरून त्याचे गुणधर्म अधिक चांगल्या प्रकारे समजून घेता येतील.”
पोस्ट करण्याची वेळ: ०६-जानेवारी-२०२२
