Onderzoekers combineren grafeen met nanobuisjes voor elektrodes

Een hybride koolstofmateriaal dat van grafeen en koolstofnanobuisjes gemaakt wordt, zou volgens Amerikaanse onderzoekers een veelbelovend materiaal voor elektrodes met een groot oppervlak voor gebruik in batterijen en condensators vormen.

Voor elektrodemateriaal in accu's en supercondensators is een groot oppervlakte van cruciaal belang: een grotere oppervlakte betekent meer ruimte voor elektronen op het grensvlak, een betere uitwisseling van elektronen en een grotere accucapaciteit. Een groep medewerkers van de Rice-universiteit in Amerika heeft grafeen gecombineerd met koolstofnanobuisjes om een materiaal met een zo groot mogelijk oppervlakte te realiseren.

De verbinding tussen het grafeen en de koolstofnanobuisjes speelt daarbij een cruciale rol: de bindingen tussen de koolstofatomen van de materialen zijn covalent, wat een optimale geleiding moet bewerkstelligen. Eerder werden vergelijkbare structuren gemaakt, maar vormden de verbindingen tussen de koolstofnanobuisjes en een onderliggend metaal obstakels voor de vrije beweging van elektronen.

Door het grafeen als tussenlaag op een metaal aan te brengen en de koolstofnanobuisjes een integraal onderdeel van het grafeen te maken, worden die weerstanden weggenomen. Het elektrodemateriaal heeft een oppervlakte van ruim tweeduizend vierkante meter per gram. De nanobuisjes steken tot 120 micrometer boven het grafeen uit: bovendien zijn de buisjes zeer dicht opeengepakt.