Přidání boru zlepšilo schopnost grafenu vázat lithium

Výzkumníci z Rice University se pokoušejí vytvořit z grafenu s příměsí boru nový typ anody pro vysokokapacitní lithium iontové baterie. Grafen je považován za materiál budoucnosti. Jedná se o zvláštní formou uhlíku se schopností zachovat si pevnost i ve vrstvách o síle pouhého jednoho atomu - proto má skvělé předpoklady pro využití v mnoha oblastech.

Jeden gram grafenu lze použít k pokrytí až 2630 čtverečních metrů, což odpovídá téměř polovině rozlohy fotbalového hřiště.
Výrobci baterií dlouho přemýšleli, jak tuto jeho vlastnost využít pro vázání iontů lithia. Problém se však zatím zdál být v tom, že grafen tyto ionty nedokázal vázat dostatečně silně. Zde se jako vhodné řešení ukázalo použít příměsi boru. Náhrada asi čtvrtiny atomů uhlíku za atomy boru přináší větší možnosti navázání lithia. Bor ionty udrží na grafenové vrstvě anody, ale pustí je, když je začne přitahovat silnější katoda.

Podle teoretického fyzika Borise Yakobsona, by grafenovo-borová anoda měla být schopna zadržet velké množství lithia a zároveň zajistit dostatečné napětí pro použití v lithium iontových bateriích.

Vrstva grafenu s borem by měla podle výpočtů mít teoretickou kapacitu 714 mAh na gram, což odpovídá kapacitě 2 120 Wh na kilogram. Materiál zároveň vykazuje schopnost zachovávat si strukturu během nabíjecího cyklu (nijak radikálně se nerozpíná ani nesmršťuje), což by mělo zajistit dlouhou životnost článků, v nichž bude použit.

Výzkumníci budou dále hledat možnosti, jak tento materiál vyrobit ve větších množstvích, protože způsob, jenž nyní využívají, není vhodný k použití v průmyslových aplikacích.

Zprávu přinesl EcoSeed.com. Bližší informace ZDE
Obrázek: Vasilii Artyukhov/Rice University