_ Cercetătorii descoperă cel mai strâns aranjament al metalelor alcaline cu două straturi între straturile de grafen

15:39 2024-03-18 science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu

_ Cercetătorii descoperă cel mai strâns aranjament de metale alcaline cu două straturi între straturile de grafen

Cercetătorii de la AIST, în colaborare cu Universitatea Osaka, Universitatea Politehnică din Tokyo, Universitatea Kyushu și Universitatea Națională Tsing Hua, au dezvoltat o tehnică de inserare a metalelor alcaline în straturile intermediare ale grafenului , care este un singur strat de atomi de carbon dispuși într-o rețea hexagonală. Ei au reușit să observe direct aranjamentul atomic al atomilor de metal alcalin inserați, care este o structură hexagonală în două straturi compacte.

Studiul este publicat în revista Nature Communications.

Performanța. de baterii reîncărcabile este un factor cheie care influențează distanța de parcurs a vehiculelor electrice și timpul de utilizare a smartphone-urilor. Îmbunătățirea performanței acestor dispozitive electronice este posibilă dacă bateriile reîncărcabile pot acumula capacități electrice mai mari.

Grafitul, materialul electrodului folosit în baterii, este compus din mai multe straturi de grafen, cu metale alcaline plasate între straturi pentru a facilita fluxul de electroni în timpul încărcării și descărcării. Obținerea unei densități mari de stocare a metalelor alcaline între straturile de grafen ar putea crește capacitatea electrică.

În ultimele sute de ani, a fost recunoscut pe scară largă prin măsurătorile cu raze X și difracția electronilor că straturile intermediare de grafen pot găzdui doar o un singur strat de metal alcalin. Fiecare strat fiind complet umplut cu atomi de metal alcalini dintr-un singur strat este considerată limita teoretică de încărcare.

Cu toate acestea, nu au existat rapoarte de studii care să observe direct aranjamentul atomic al metalelor alcaline interstrat și să verifice dacă straturile de grafen pot doar găzduiește un singur strat de atomi de metale alcaline sau dacă alte tehnici pot obține o densitate mai mare sau mai multe straturi de metale alcaline.

Echipa de cercetare a dezvoltat o tehnică de inserare a metalelor alcaline dense între straturile de grafen. Folosind un microscop electronic de înaltă performanță de joasă tensiune (60 kV), ei au observat cu succes structura de aranjare a atomilor de metal alcalin între straturile de grafen. Metalele alcaline se găsesc împachetate dens într-o structură cu două straturi atât în grafen bistrat, cât și în stratul de grafit de suprafață, datorită capacității de extensie flexibilă a distanței dintre straturile lor.

Acest lucru permite aproximativ de două ori mai multe metale alcaline să fie fi introdus. Dacă grafenul cu două straturi de inserție de metal alcalin poate fi stivuit, se așteaptă ca acesta să servească drept material de electrod care sporește capacitatea bateriilor secundare cu ioni alcalini.

(Fluierul)