I ricercatori della Curtin University hanno scoperto inaspettatamente un nuovo modo per produrre grafite cristallina, un materiale essenziale utilizzato nella realizzazione di batterie agli ioni di litio.

Descritto in un documento di ricerca pubblicato oggi in Materiali di comunicazione , la nuova tecnica non richiede i tipici catalizzatori metallici o materie prime speciali per trasformare il carbonio in grafite cristallina. È interessante notare che è stato invece scoperto da uno studente ricercatore in un laboratorio, utilizzando uno spettrometro ad assorbimento atomico (AAS), un pezzo di attrezzatura, inventato in Australia negli anni '50 e sviluppato per analizzare la composizione dei liquidi.

Lo studente di livello Master dietro la scoperta, Signor Jason Fogg, ha detto che mentre la scienza esatta dietro al perché questa nuova tecnica funziona deve ancora essere confermata, crede che si riferisca al modo specifico in cui l'AAS riscalda i campioni attraverso brevi impulsi veloci.

"Abbiamo utilizzato un forno speciale che può riscaldare il campione a 3000 gradi Celsius in pochi secondi, qualcosa che la maggior parte delle fornaci non può raggiungere, " ha detto il signor Fogg.

"Per mettere la temperatura in prospettiva, 3000 gradi Celsius sono pari a circa la metà della temperatura superficiale del sole".

Dott.ssa Irene Suarez-Martinez, dalla Scuola di Ingegneria Elettrica di Curtin, Scienze informatiche e matematiche, detto che mentre la grafite è la forma più stabile di carbonio, la maggior parte dei materiali di carbonio si rifiuta ostinatamente di trasformarsi in grafite, ecco perché è rimasta assolutamente scioccata nell'apprendere i risultati del signor Fogg.

"Quando mi ha detto di aver creato una perfetta grafite cristallina da un noto materiale di carbonio non grafitizzante, Io non ci potevo credere, Sono rimasto assolutamente stupito dai risultati. È stato solo quando abbiamo ripetuto i risultati tre volte che mi sono convinto, " Ha detto il dottor Suarez-Martinez.

Il risultato più sorprendente ha riguardato il polimero cloruro di polivinilidene (PVDC), che il dottor Suarez-Martinez ha descritto come un "esempio da manuale" di un materiale molto testardo.

Con l'aumento della domanda mondiale di batterie agli ioni di litio, gli scienziati prevedono un aumento anche della domanda commerciale di grafite cristallina, e questo team di ricerca è ora determinato a elaborare i dettagli precisi del motivo per cui questo speciale metodo di riscaldamento a impulsi è stato così efficace.

"La nostra ipotesi è che l'ossigeno atmosferico penetri nella struttura tra gli impulsi, e il rapido riscaldamento degli impulsi successivi brucia le strutture che normalmente impedirebbero la formazione di grafite, " Ha detto il dottor Suarez-Martinez.

"Siamo anche interessati a vedere se anche altri carboni complessi si trasformeranno. Questo metodo potrebbe essere in grado di convertire il materiale organico di carbonio, come rifiuti alimentari, in grafite cristallina? Al momento siamo in grado di creare solo piccole quantità di grafite cristallina, quindi siamo lontani dall'essere in grado di riprodurre questo processo a livello commerciale. Ma abbiamo in programma di esplorare ulteriormente il nostro metodo e le nostre ipotesi".

Il lavoro è stato svolto in collaborazione con gli scienziati, il professor Peter Harris dell'Università di Reading nel Regno Unito e il professor Mauricio Terrones della Pennsylvania State University negli Stati Uniti, entrambi aiutando il team di ricerca della Curtin University a confermare i loro risultati.