Pesquisadores previram uma nova rede de carbono, semelhante ao grafeno, mas com uma microestrutura mais complexa, que pode levar a baterias de veículos elétricos de melhor qualidade. O grafeno é indiscutivelmente a forma peculiar de carbono mais famosa. Ele tem sido apontado como uma potencial nova regra para a tecnologia de baterias de íons de lítio, mas novos métodos de fabricação podem, eventualmente, produzir baterias com maior consumo de energia.
O grafeno pode ser visto como uma rede de átomos de carbono, onde cada átomo de carbono está conectado a três átomos de carbono adjacentes para produzir pequenos hexágonos. No entanto, os pesquisadores especulam que, além dessa estrutura de favo de mel direta, outras estruturas também podem ser geradas.
Este é o novo material desenvolvido por uma equipe da Universidade de Marburg, na Alemanha, e da Universidade Aalto, na Finlândia. Eles induziram átomos de carbono a seguir novas direções. A chamada rede bifenil é composta por hexágonos, quadrados e octógonos, sendo uma grade mais complexa que a do grafeno. Os pesquisadores afirmam que, portanto, ela possui propriedades eletrônicas significativamente diferentes e, em alguns aspectos, mais desejáveis.
Por exemplo, embora o grafeno seja valorizado por sua capacidade como semicondutor, a nova rede de carbono se comporta mais como um metal. De fato, com apenas 21 átomos de largura, as faixas da rede bifenil podem ser usadas como fios condutores para dispositivos eletrônicos. Eles apontaram que, nessa escala, o grafeno ainda se comporta como um semicondutor.
O autor principal afirmou: “Este novo tipo de rede de carbono também pode ser usado como um excelente material de ânodo para baterias de íons de lítio. Comparado aos materiais atuais à base de grafeno, ele tem maior capacidade de armazenamento de lítio.”
O ânodo de uma bateria de íons de lítio é geralmente composto de grafite espalhado sobre uma folha de cobre. Possui alta condutividade elétrica, o que não só é essencial para a colocação reversível de íons de lítio entre suas camadas, mas também porque pode continuar a fazê-lo por potencialmente milhares de ciclos. Isso a torna uma bateria altamente eficiente, mas também uma bateria que pode durar muito tempo sem se degradar.
No entanto, alternativas mais eficientes e menores baseadas nessa nova rede de carbono podem tornar o armazenamento de energia em baterias mais intensivo. Isso pode tornar os veículos elétricos e outros dispositivos que usam baterias de íons de lítio menores e mais leves.
No entanto, assim como o grafeno, o próximo desafio é descobrir como fabricar esta nova versão em larga escala. O método atual de montagem se baseia em uma superfície de ouro superlisa, na qual moléculas contendo carbono formam inicialmente cadeias hexagonais conectadas. Reações subsequentes conectam essas cadeias para formar formas quadradas e octogonais, tornando o resultado final diferente do grafeno.
Os pesquisadores explicaram: “A nova ideia é usar precursores moleculares ajustados para produzir bifenil em vez de grafeno. O objetivo agora é produzir folhas maiores de material para que suas propriedades possam ser melhor compreendidas.”
Horário da postagem: 06/01/2022
