Специалисты Мичиганского технологического университета выяснили, что добавление небольшого количества натрия к углеродным материалам может значительно улучшить электроды.
Команда исследователей, возглавляемая профессором МТУ Юном Ханг Ху, создала новый метод синтеза углеродных наностенок с натриевыми вставками. Ранее такой материал существовал только в теории, отмечается в статье eurekalert.org. Изобретение описано в Nano Letters.
Высокая электропроводность и большая доступная площадь поверхности – важные для электродов характеристики, которые исключают друг друга в некоторых материалах. Так, аморфный углерод обладает вторым свойством, но лишен первого. У графита все наоборот. Лучше всего эти свойства сочетаются в трехмерном графене. Изобретенный Ху материал даже превосходит его.
«Проводимость углерода с натриевыми вставками на 2 порядка выше, чем у графена, — объяснил автор. – Структура наностенок, со всеми их каналами и порами, также обеспечивает большую доступную площадь поверхности».
Изделие отличается от легированного углерода, где металл просто находится на поверхности и легко окисляется. Здесь он встраивается в структуру. Это помогает защитить металл. Для получения материала команда Ху разработала новый процесс. Терморегулируемая реакция металлического натрия и угарного газа дала порошок технического углерода, захватывающий атомы натрия. Они перемещались внутрь структуры, а не оставались на поверхности. Команда протестировала материал в нескольких энергетических устройствах.
Эффективность преобразования энергии в стандартной солнечной батарее, основанной на платине, составила 7,89%. Изделие с материалом Ху обеспечило 11,03%. В данной сфере даже сотые части процента являются серьезным достижением. Ху уверен, что исследование обеспечит «светлое будущее» новым электродам.