Lại tìm ra vật liệu mới "xịn" hơn graphene, hứa hẹn mang đến cuộc cách mạng cho công nghệ pin

Các nhà khoa học vừa tìm ra một loạt vật liệu mới "vượt trội" hơn cả graphene. Nó được dự đoán sẽ tạo ra một cuộc cách mạng cho lĩnh vực sản xuất pin.

Theo Slash Gear, các nhà nghiên cứu đã dự đoán một "mạng lưới" carbon mới, tương tự như graphene nhưng có cấu trúc vi mô phức tạp hơn nhiều. Phát hiện này có thể giúp chế tạo các loại pin xe điện tốt hơn. Graphene – một dạng carbon được đánh giá là kỳ lạ nhất – được coi là chất có thể mang đến những thay đổi trong công nghệ pin li-ion. Tuy nhiên, loại vật liệu vừa được phát hiện có khả năng tạo ra các tế bào pin có mật độ năng lượng cao hơn.

Graphene về cơ bản là một mạng lưới các nguyên tử carbon, các hình lục giác nhỏ được tạo ra khi mỗi hình lục giác liên kết với 3 hình ở lân cận (nó tạo ra một cấu trúc dạng giống như tổ ong). Tuy nhiên, các nhà khoa học đã đưa ra giả thuyết rằng các nguyên tử carbon cũng có thể liên kết với nhau tạo ra các cấu trúc khác với dạng tổ ong đơn giản của Graphene.

Đó là những gì nhóm nghiên cứu đến từ Đại học Marburg ở Đức và Đại học Aalto ở Phần Lan đã phát triển. Một lần nữa các nhà khoa học khai thác các nguyên tử carbon nhưng theo hướng mới. Họ tạo ra cái gọi là "mạng Biphenylene" – đây là kết quả được tạo thành từ các liên kết hình vuông và hình bát giác trong một mạng lưới phức tạp hơn so với cấu trúc của graphene. Cấu trúc mới này có những đặc tính điện tử khác và có nhiều ưu thế hơn so với graphene.


Mạng lưới carbon mới tương tự như graphene nhưng có cấu trúc vi mô phức tạp hơn nhiều.

Ví dụ, trong khi graphene được đánh giá cao về khả năng hoạt động như một chất bán dẫn, mạng carbon mới hoạt động giống kim loại hơn. Trên thực tế, với chiều rộng chỉ bằng kích thước 21 nguyên tử, các sọc của mạng Biphenylene có thể hoạt động như dây dẫn cho các thiết bị điện tử. Trong khi ở quy mô tương tự, graphene vẫn hoạt động như một chất bán dẫn.

Qitang Fan, Đại học Marburg, và là tác giả chính của nghiên cứu mới cho biết: "Mạng lưới carbon mới này cũng có thể đóng vai trò là vật liệu cực dương cao cấp trong pin lithium-ion, với dung lượng lưu trữ lithium lớn hơn so với dung lượng lưu trữ của vật liệu dựa trên graphene hiện tại".

Cực dương của pin Lithium-ion thường bao gồm graphit được xếp trên một lá đồng. Nó có tính dẫn điện cao và điều đó tạo ra một loại pin hiệu quả và có tuổi thọ lâu dài.

Tuy nhiên, một giải pháp thay thế nhỏ hơn, hiệu quả hơn dựa trên mạng lưới carbon mới này có thể tạo ra các tế bào với mật độ dày đặc hơn. Điều đó có thể cho phép xe điện và các thiết bị khác sử dụng pin li-ion nhỏ hơn và nhẹ hơn.

So với graphene, việc tìm ra cách sản xuất phiên bản mới này trên quy mô lớn là thách thức tiếp theo. Phương pháp liên kết hiện tại dựa trên một bề mặt vàng siêu mịn, trên đó các phân tử chứa carbon ban đầu được tạo thành các chuỗi lục giác liên kết với nhau. Tiếp sau đó, một phản ứng sẽ liên kết các chuỗi này thành các hình vuông và hình bát giác để tạo ra cấu trúc khác với graphene.

Linghao Yan, thuộc Đại học Aalto giải thích: "Ý tưởng mới là sử dụng các tiền chất phân tử được tinh chỉnh để tạo ra biphenylene thay vì graphene". Mục tiêu là bây giờ sản xuất các tấm vật liệu lớn hơn để tìm hiểu rõ các đặc tính của nó trước khi cân nhắc đến việc ứng dụng trên thực tế.

Loading...
TIN CŨ HƠN
Khám phá siêu vật liệu Aerogel của tương lai

Khám phá siêu vật liệu Aerogel của tương lai

Con người luôn đi tìm kiếm và chế tạo ra những vật liệu mới với những tính năng ưu việt trong đó có 'khí đóng băng' Aerogel. Theo những tin khoa học mới gần đây, Aerogel có thể sẽ là loại siêu vật liệu tiềm năng của tương lai.

Đăng ngày: 30/03/2025

"Trí tuệ nhân tạo" AlphaGo là gì mà khiến con người thán phục?

AlphaGo là gì? Tại sao AlphaGo lại được nhiều người quan tâm như vậy? Điều gì đã khiến cho bộ máy nhân tạo AlphaGo chiến thắng một kiện tướng cờ vây nhiều năm kinh nghiệm?

Đăng ngày: 30/03/2025
Điện thoại giúp nhìn xuyên thấu mọi chất liệu

Điện thoại giúp nhìn xuyên thấu mọi chất liệu

Các nhà nghiên cứu tại viện công nghệ UT Dallas mới đây đã biến những chiếc điện thoại cầm tay thành thiết bị giúp người dùng có thể nhìn xuyên thấu mọi chất liệu như tường, gỗ, nhựa, giấy…

Đăng ngày: 16/03/2025
Trung Quốc chế tạo kính nhìn xuyên thấu quần áo

Trung Quốc chế tạo kính nhìn xuyên thấu quần áo

Một nhóm các nhà khoa học Trung Quốc phát triển thiết bị dò siêu nhỏ cho phép nhìn xuyên qua quần áo hoặc một số vật liệu bìa cứng và giấy.

Đăng ngày: 14/03/2025
Tham vọng chế tạo Iron Man của quân đội Mỹ

Tham vọng chế tạo Iron Man của quân đội Mỹ

Bộ Tư lệnh Lực lượng Đặc biệt của Mỹ (SOCOM) hiện đang theo đuổi một chương trình mang tính cách mạng nhằm hỗ trợ năng lực siêu nhân cho binh sĩ trong nhiệm vụ tác chiến.

Đăng ngày: 23/02/2025
Lốp vĩnh cửu của NASA: đi được trên mọi địa hình, chịu được độ lạnh -200 độ C

Lốp vĩnh cửu của NASA: đi được trên mọi địa hình, chịu được độ lạnh -200 độ C

Không chỉ dành riêng cho sứ mệnh sao Hỏa, loại lốp này nhiều khả năng sẽ còn được sử dụng trên chính Trái đất.

Đăng ngày: 10/02/2025
Công nghệ tàng hình là gì? Nó hoạt động thế nào?

Công nghệ tàng hình là gì? Nó hoạt động thế nào?

Bạn đã từng nghe đến máy bay tàng hình, tàu ngầm tàng hình nhưng bạn có biết nghĩa của tàng hình ở đây thực sự là gì?

Đăng ngày: 24/01/2025
Tiêu điểm
Khoa Học News