शोधकर्ताओं ने ग्रेफीन के समान, लेकिन अधिक जटिल सूक्ष्म संरचना वाले एक नए कार्बन नेटवर्क की भविष्यवाणी की है, जिससे बेहतर इलेक्ट्रिक वाहन बैटरी विकसित की जा सकती हैं। ग्रेफीन निस्संदेह कार्बन का सबसे प्रसिद्ध विशिष्ट रूप है। इसे लिथियम-आयन बैटरी तकनीक के लिए एक संभावित नए आधार के रूप में देखा जा रहा है, लेकिन नई निर्माण विधियों से अंततः अधिक बिजली खपत करने वाली बैटरी का उत्पादन किया जा सकता है।
ग्राफीन को कार्बन परमाणुओं के एक नेटवर्क के रूप में देखा जा सकता है, जहाँ प्रत्येक कार्बन परमाणु तीन आसन्न कार्बन परमाणुओं से जुड़कर छोटे षट्भुज बनाता है। हालांकि, शोधकर्ताओं का अनुमान है कि इस प्रत्यक्ष मधुकोश संरचना के अलावा, अन्य संरचनाएं भी उत्पन्न की जा सकती हैं।
यह जर्मनी के मारबर्ग विश्वविद्यालय और फिनलैंड के आल्टो विश्वविद्यालय की एक टीम द्वारा विकसित की गई नई सामग्री है। उन्होंने कार्बन परमाणुओं को नई दिशाओं में ढाला है। तथाकथित बाइफेनिल नेटवर्क षट्भुज, वर्ग और अष्टभुज से बना है, जो ग्राफीन की तुलना में अधिक जटिल ग्रिड है। शोधकर्ताओं का कहना है कि इसलिए, इसके इलेक्ट्रॉनिक गुण काफी भिन्न हैं, और कुछ मामलों में अधिक वांछनीय भी हैं।
उदाहरण के लिए, हालांकि ग्राफीन को अर्धचालक के रूप में इसकी क्षमता के लिए महत्व दिया जाता है, लेकिन नया कार्बन नेटवर्क धातु की तरह व्यवहार करता है। वास्तव में, केवल 21 परमाणुओं की चौड़ाई वाली बाइफेनिल नेटवर्क की पट्टियों का उपयोग इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए चालक धागों के रूप में किया जा सकता है। उन्होंने बताया कि इस पैमाने पर भी ग्राफीन अर्धचालक की तरह व्यवहार करता है।
मुख्य लेखक ने कहा: “इस नए प्रकार के कार्बन नेटवर्क का उपयोग लिथियम-आयन बैटरी के लिए एक उत्कृष्ट एनोड सामग्री के रूप में भी किया जा सकता है। वर्तमान ग्राफीन-आधारित सामग्रियों की तुलना में, इसमें लिथियम भंडारण क्षमता अधिक है।”
लिथियम-आयन बैटरी का एनोड आमतौर पर तांबे की पन्नी पर फैले ग्रेफाइट से बना होता है। इसकी विद्युत चालकता उच्च होती है, जो न केवल इसकी परतों के बीच लिथियम आयनों को उत्क्रमणीय रूप से स्थापित करने के लिए आवश्यक है, बल्कि इसलिए भी महत्वपूर्ण है क्योंकि यह संभावित रूप से हजारों चक्रों तक ऐसा करना जारी रख सकता है। यह इसे एक अत्यधिक कुशल बैटरी बनाता है, साथ ही एक ऐसी बैटरी भी जो बिना किसी खराबी के लंबे समय तक चल सकती है।
हालांकि, इस नए कार्बन नेटवर्क पर आधारित अधिक कुशल और छोटे विकल्प बैटरी ऊर्जा भंडारण को और अधिक सघन बना सकते हैं। इससे इलेक्ट्रिक वाहन और लिथियम-आयन बैटरी का उपयोग करने वाले अन्य उपकरण छोटे और हल्के हो सकते हैं।
हालांकि, ग्राफीन की तरह ही, इस नए संस्करण का बड़े पैमाने पर उत्पादन कैसे किया जाए, यह पता लगाना अगली चुनौती है। वर्तमान संयोजन विधि में एक अत्यंत चिकनी सोने की सतह का उपयोग किया जाता है, जिस पर कार्बन युक्त अणु प्रारंभ में जुड़े हुए षट्कोणीय श्रृंखलाएँ बनाते हैं। बाद की प्रतिक्रियाओं से ये श्रृंखलाएँ जुड़कर वर्गाकार और अष्टकोणीय आकृतियाँ बनाती हैं, जिससे अंतिम उत्पाद ग्राफीन से भिन्न होता है।
शोधकर्ताओं ने बताया: “नया विचार यह है कि ग्राफीन के बजाय बाइफेनिल बनाने के लिए संशोधित आणविक अग्रदूतों का उपयोग किया जाए। अब लक्ष्य सामग्री की बड़ी चादरें बनाना है ताकि इसके गुणों को बेहतर ढंग से समझा जा सके।”
पोस्ट करने का समय: 6 जनवरी 2022
