Nyopdaget kobber- og grafitkombination kan føre til mere effektive lithium-ion-batterier

En første af sin slags kobber- og grafitkombination, der blev opdaget i grundlæggende energiforskning ved det amerikanske energiministeriums Ames Laboratory, kunne have konsekvenser for at forbedre energieffektiviteten af ​​lithium-ion-batterier, som omfatter disse komponenter.

"Vi er ret begejstrede for det her, fordi vi ikke havde forventet det, " sagde Pat Thiel, en Ames Laboratory videnskabsmand og en fremtrædende professor i kemi og materialevidenskab og teknik ved Iowa State University. "Kobber ser ikke ud til at interagere stærkt eller positivt med grafitiske materialer overhovedet, så dette var en stor overraskelse. Det udfordrer os virkelig til at forstå de involverede årsager og mekanismer."

Forskerne bombarderede grafit i et miljø med ultrahøjt vakuum med ioner for at skabe overfladedefekter. Kobber blev derefter aflejret på den ionbombardede grafit, mens den blev holdt ved forhøjet temperatur, ved 600-800 K. Den syntetiske rute skabte flerlags kobberøer, der er fuldstændig dækket af grafenlag.

"Kobber er et meget ledende materiale, men modtageligt for oxidation. At være i stand til at indlejre det lige under overfladen af ​​grafit beskytter kobberet, og foreslår en række potentielle anvendelser, inklusive batteriteknologi, " sagde forskningsassistent Ann Lii-Rosales.

Forskningen er en fortsættelse af en opdagelse fra sidste år, da forskerne indkapslede dysprosium, et magnetisk sjældne jordarters metal, under et enkelt lag grafen. Opmuntret af deres succes, de begyndte at teste metodens muligheder med andre elementer, inklusive kobber.

Forskningen diskuteres yderligere i papiret "Formation of Multilayer Cu Islands Embedded under the Surface of Graphite:Characterization and Fundamental Insights" i Journal of Physical Chemistry C .