Holle koolstofnanobolletjes verslaan grafiet

Reading time: 1 minute

Author:

Onderzoekers van het Singaporese AStar Institute of Materials Research and Engineering hebben een techniek ontwikkeld om holle en enigszins poreuze nanobolletjes van koolstof te maken, die interessant lijken als alternatief voor grafiet in batterijen. De deeltjes zijn als anode in een Li-ion-accu in staat reversibel 462 milliampère-uur per gram op te slaan – meer dan grafiet. En er is zicht op nog betere prestaties.

De grootste uitdaging was om controle uit te kunnen oefenen op de grootte van de bolletjes. De researchers gebruikten daarom een mal van een blokcopolymeer, dat bestond uit een waterafstotend en een waterminnend deel. In water zoeken de waterafstotende delen elkaar op en vouwen zich tot bolletjes, terwijl de waterminnende eruit steken om contact te houden met het water. Aan deze draden regen de Singaporezen donutvormige moleculen. Wanneer deze nanoconstructies flink worden verhit, vervliegt de kern en ’schroeien‘ de donuts aan elkaar tot holle bolletjes van koolstof. Hoe langer de waterafstotende delen van het blokcopolymeer, hoe groter de bolletjes, variërend van ongeveer honderd tot vierhonderd nanometer in diameter.

De bolletjes lijken uitstekend geschikt als elektrodemateriaal omdat ze een zeer groot oppervlak hebben en omdat ze poreus zijn, waardoor lithiumionen tot de holle kern kunnen doordringen. De onderzoekers hopen nog betere prestaties af te dwingen door met de poriegrootte te spelen en de bolletjes te vullen met een materiaal waar lithium zich thuis voelt.