शोधकर्ताओं ने ग्रैफीन के समान, लेकिन अधिक जटिल सूक्ष्म संरचना वाले एक नए कार्बन नेटवर्क की भविष्यवाणी की है, जिससे बेहतर इलेक्ट्रिक वाहन बैटरियाँ बन सकती हैं। ग्रैफीन यकीनन कार्बन का सबसे प्रसिद्ध विशिष्ट रूप है। इसे लिथियम-आयन बैटरी तकनीक के लिए एक संभावित नए नियम के रूप में देखा गया है, लेकिन नई निर्माण विधियाँ अंततः अधिक ऊर्जा-गहन बैटरियों का उत्पादन कर सकती हैं।
ग्रैफ़ीन 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। हालाँकि, शोधकर्ताओं का अनुमान है कि इस प्रत्यक्ष छत्ते जैसी संरचना के अलावा, अन्य संरचनाएँ भी उत्पन्न की जा सकती हैं।
यह जर्मनी के मारबर्ग विश्वविद्यालय और फ़िनलैंड के आल्टो विश्वविद्यालय की एक टीम द्वारा विकसित एक नया पदार्थ है। उन्होंने कार्बन परमाणुओं को नई दिशाओं में प्रेरित किया। तथाकथित बाइफिनाइल नेटवर्क षट्भुजों, वर्गों और अष्टभुजों से बना है, जो ग्रैफ़ीन 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।
उदाहरण के लिए, हालाँकि ग्रैफीन 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 के साथ, बाइफिनाइल नेटवर्क की धारियों का उपयोग इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए चालक धागे के रूप में किया जा सकता है। उन्होंने बताया कि इस पैमाने पर, ग्रैफीन अभी भी अर्धचालक की तरह व्यवहार करता है।
मुख्य लेखक ने कहा: "इस नए प्रकार के कार्बन नेटवर्क का उपयोग लिथियम-आयन बैटरियों के लिए एक उत्कृष्ट एनोड सामग्री के रूप में भी किया जा सकता है। वर्तमान ग्राफीन-आधारित सामग्रियों की तुलना में, इसकी 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 रखने के लिए आवश्यक है, बल्कि इसलिए भी कि यह संभावित रूप से हज़ारों चक्रों तक ऐसा कर सकती है। यह इसे एक अत्यधिक कुशल बैटरी बनाता है, बल्कि एक ऐसी बैटरी भी बनाता है जो बिना किसी गिरावट के लंबे समय तक चल सकती है।
हालाँकि, इस नए कार्बन नेटवर्क पर आधारित अधिक कुशल और छोटे विकल्प बैटरी ऊर्जा भंडारण को और अधिक गहन बना सकते हैं। इससे इलेक्ट्रिक वाहन और लिथियम-आयन बैटरी से चलने वाले अन्य उपकरण छोटे और हल्के हो सकते हैं।
हालाँकि, ग्रैफीन की तरह, इस नए संस्करण का बड़े पैमाने पर निर्माण कैसे किया जाए, यह पता लगाना अगली चुनौती है। संयोजन की वर्तमान विधि एक अति-चिकनी सोने की सतह पर निर्भर करती है जिस पर कार्बन युक्त अणु शुरू में जुड़ी हुई षट्कोणीय श्रृंखलाएँ बनाते हैं। आगे की अभिक्रियाएँ इन श्रृंखलाओं को जोड़कर वर्गाकार और अष्टकोणीय आकार बनाती हैं, जिससे अंतिम परिणाम ग्रैफीन से अलग होता है।
शोधकर्ताओं ने बताया: "नया विचार समायोजित आणविक पूर्ववर्तियों का उपयोग करके ग्रैफीन के बजाय बाइफिनाइल का उत्पादन करना है। अब लक्ष्य पदार्थ की बड़ी चादरें बनाना है ताकि उसके गुणों को बेहतर ढंग से समझा जा सके।"
पोस्ट करने का समय: 06 जनवरी 2022
