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Borofene, cioè il grafene al cubo per batterie e superconduttori

Esiste un materiale che, per le sue eccezionali qualità, potrebbe essere definito una sorta di “Grafene al quadrato”: il Borofene.

Il borofene è un monostrato atomico cristallino di boro, cioè è un allotropo bidimensionale di boro e noto anche come foglio di boro, cioè una molecola costituita da un  singolo piano in superficie di boro. Una peculiarità è che fu prima previsto in via teorica a metà degli anni ’90. Nel 2015 poi diversi esperimenti confermarono l’esistenza di alcuni composti e aprirono la via alla sua sintesi.

La sua struttura atomica è costituita da motivi misti triangolari ed esagonali, una struttura che denota una carenza di elettroni.

I borofeni mostrano elasticità nel piano e resistenza ideale. Può essere più resistente del grafene e più flessibile in alcune configurazioni. I nanotubi di boro sono anche più rigidi del grafene. Inoltre  L’idrogeno viene assorbito facilmente al borofene, offre il potenziale per lo stoccaggio dell’idrogeno, fino a oltre il 15% del suo peso. Inoltre il borofene può “Ridurre” l’acqua, cioè pul strappare gli atomi di ossigeno.

Il borofene ha la capacità di essere un ottimo conduttore elettrico a temperatura ambiente e anche di calore.

Il polimorfismo del borofene indipendente e di quello supportato da un substrato metallico borofene, che è completamente diverso da quello di altri materiali 2D, è particolarmente enfatizzato.

Quindi quali potrebbero essere gli impieghi del borofene ?

  • nelle batterie agli ioni metallici,
  • nell’immagazzinamento dell’idrogeno,
  • reazione di evoluzione dell’idrogeno,
  • reazione di riduzione dell’ossigeno, cioè dell’inversione dell’ossidazione
  • reazione di evoluzione dell’ossigeno
  •  reazione di elettroriduzione della CO2, cioè la possibilità di spezzare l’anidride carbonica cumulando il carbonio e liberando l’ossigeno.

Quali sono i più potenzialmente importanti usi del borofene?

  • data la sua capacità di trasformare valori fisici in altri, ad esempio pressione in impulsi elettrici, può essere alla base di una nuova e più raffinata generazione di sensori;
  • batterie di qualità straordinaria. Teoricamente si può includere uno strato 2D di litio, catodo,  fra due strati di borofene, che agisce come anodo, costruendo quindi delle batterie resistenti, ma estremamente sottili, molto più di un foglio di carta. Lo stesso può essere teoricamente fatto combinando materiali meno costosi come sodio e potassio. Sarebbero batterie ad alta carica, ma dal peso minimo e senza i problemi degli attuali accumulatori al litio.

    Ipotesi di strato di litio incluso fra due strati di borofene

Attualmente pochissimi paesi sono in grado di sintetizzare il borofene, ma è solo questione di tempo prima che altri paesi si aggiungano, e sulla base di questo materiale non faremo le batterie domani, ma, magari, dopodomani si.

 


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