Igitabo c’ibishushanyo, igikoresho gishasha c’ivyuma bita carbone- gikozwe mu gishushanyo c’umubiri canke c’ivyuma vy’ivyuma (HOPG) biciye mu nzira yihariye y’ugukuraho n’ugukanda. Ihuza ubushobozi bwiza cane bwo gutwara umuyagankuba, ubuhinga bwo gutwara ubushuhe, n’ugushikama kw’imiti y’ivyuma n’umuco, uburemere, n’uguhinduka kw’impapuro. Ivyo vyaremye si ikintu gihambaye gusa mu vy’ubuhinga bw’ibikoresho, ariko kandi kigaragaza ubushobozi bwo gukoresha mu bijanye n’ubuhinga nk’inguvu, ubuhinga bwa none, n’ibidukikije, bituma ubuhinga bushasha butera imbere no gutahura neza ubuhinga.
1. Ivy'ubuhinga mu buryo n'ibikorwa: Guhinduranya Ubwiza kuva kuri Micro gushika kuri Macro .
Insobanuro y’ubuhinga y’impapuro ya graphite igaragara cane cane mu gukorana kwayo kwihariye hagati y’imiterere y’ibintu bitobito n’imiterere y’ibintu bikomeye. Ibikoresho vy’ubuhinga bwa none vy’agaciro cane cane biri mu buryo bwinshi canke mu buryo bw’ifu, bikaba bituma bigorana gukoresha ata guca ku ruhande mu bikorwa bisaba uburemere buke n’uguhinduranya. Ariko rero, mu kugenzura uguteranya kw’imirongo y’imirongo y’ivyuma (mu bisanzwe ugukomeza imiterere y’ibice bimwe bimwe vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’Ivyuma vy’Ivyuma vy’Ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’Ivyuma vy’Ivyuma vy’Ivyuma vy’Ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’Ivyuma vy’Ivyuma vy’Ivyuma vy’Ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ivyuma vy’ibara ry’agahama ( Uburebure bwayo busanzwe ni 0.05-1mm, kandi uburemere bwaco ni nk’ibice 2.1-2.3g/cm3 (gushika ku buremere bw’ivyiyumviro bwa graphite). Ariko rero, irafise ubushobozi bwo gutwara ubushuhe bwa 1000-3000 W/(m·K) (ugereranije n’ibara ry’umubiri ry’umuntu umwe), ubushobozi bwo gutwara umuyagankuba bwa 10⁵-10⁶ S/m (hafi 80% vy’ubudahangarwa bw’umuringa), n’ubudahangarwa bw’umubiri (bushobora guhangana n’umuringa n’ubudahangarwa bw’umubiri, n’ubushobozi bwo gutera imbere). Ukwo gufatanya kw’ubuhinga bwo gutwara abantu n’ibintu, n’ugushikama, n’ugushikama biranesha ibikorwa vy’ubuhinga bwa kera, bikaba bitanga umushinge w’ibintu nyamukuru wo gutorera umuti ingorane zo gucunga ubushuhe mu gutanga inguvu be n’ugukenera ubuhinga bwo gutwara amashanyarazi mu bikoresho vy’ubuhinga bwa none.
2. Guhingura ibintu bishasha mu gitabu c'inguvu: Gutuma Uburongozi n'Ububiko bw'Inguvu bukora neza
Mu gihe c’iterambere ryihuta mu buhinga bw’inguvu, agaciro nyamukuru k’impapuro z’ibara ry’agahama karagaragara cane cane mu bijanye no gucunga ubushuhe. Kubera ko ibikoresho vy’uburemere bw’inguvu (nk’ibice 5G vy’ibanze n’amabateri mashasha y’ibinyabiziga vy’ingufu), ugusenyuka kw’ibikorwa mbere n’ibintu bishika mu mutekano bitewe n’ugushuha cane vyacitse ikintu gikomeye. Igitabo c’ibara, gifise ultra{4}} hejuru muri - Gutegura ubushuhe mu buryo bubereye mu buryo bugenewe (nk’akarorero, ubushobozi bwo gutwara ubushuhe mu nzira buhagaze ku nzira y’imbere ni nk’ibice 10 W/(m·K), mu gihe bishobora gushika ku bihumbi vyinshi mu nzira y’indege). Ivyo bituma rikoreshwa cane mu bice vy’ugukwiragira kw’ubushuhe (nk’ivyo gukoresha ubuhinga bwa graphite muri bateri ya Tesla 4680) kandi nk’ibikoresho vyo gukuraho ubushuhe ku bice vy’amatara ya LED. Amakuru y’igerageza yerekana ko kwongerako igice c’ububiko bw’impapuro ku bice vy’amabateri ya litiyumu bishobora kugabanya ubushuhe bwinshi mu gihe c’ugushirwako n’ugusohoka ku 15-20℃maze bikagera ku rugero rwo hejuru rwa 30%.
Impapuro za Graphite na zo nyene zirafise uruhara runini mu bikoresho vyo kubika inguvu. Nk’ibikoresho vy’ubuhinga bwa electrode bishobora guhinduka, ubushobozi bwavyo bwo gutwara ibintu buragabanya ubushobozi bwo guhangana n’ibintu (birenga 50% kuruta ubuhinga bwa kera bw’ivyuma vy’umuyagankuba). Igishushanyo caco c’uruzitiro kiratanga inzira zibiri zihuta - inzira y’ugukwiragira kw’iyon (nk’i Li na Na⁺), bikaba bituma igikoresho kiguma kirenga 90% vy’ubushobozi bwaco bwa mbere mbere n’igihe gipfutse. Mu buryo bugaragara, urupapuro rwa graphite rushobora gukora nk’urutonde rushigikira - Imirongo y’amashanyarazi. Gukora neza (nk’ugushiraho imigwi y’aside sulfonique) birashobora kwongereza ubushobozi bwo gutera ions litiyumu mu mabati y’ivyuma, bibuza gukura kw’inyamaswa yitwa dendrite, gutyo bigatuma bateri zirushiriza kugira umutekano.
3. Guha ubushobozi ubuhinga bwo gukoresha ubuhinga bwa none n'ubuhinga bwo gukoresha: Ibikoresho vy'ibuye ry'imbere mu gihugu
Kubera ko ibikoresho vy’ubuhinga bwa none bishobora guhinduka vyihuta (nk’ibimenyetso bishobora kwambara be n’ibikoresho bishobora gupfungwa), ibikoresho vy’ubuhinga bwa kera (nk’amasanamu y’ivyuma be n’ibikoresho vy’ubuhinga bwa none (ITO) ntibishobora gushitsa ivyo bisabwa kubera ukuntu bishobora gusenyuka be n’ukuntu bishobora guhinduka. Igitabo c’ibipapuro bibiri vy’uguhinduranya n’ubushobozi bwo gutwara ibintu biba ari uburyo bwiza bwo gukoresha: bushobora kwihanganira 10⁵ zipfutse (zifise umurongo w’ugucapura uri munsi ya 1mm) ata gutakaza ubushobozi bwo gutwara, kandi bushobora gukorwa mu buryo ubwo ari bwo bwose biciye mu gutera ibipfunsi n’ibipfunsi). Nk’akarorero, mu bikoresho bishobora guhinduka, urupapuro rwa graphite rufatanye n’ibintu bishobora gutuma umuntu agira ubushobozi bwo guhangana n’umuyagankuba, bikaba bishobora gutuma umuyagankuba uhinduka (n’umurongo w’ugutahura (GF) wa 5–10), bikaba bishobora gutuma habaho ugukurikirana uguhinduka kw’umunota (nk’ugutera kw’umubiri kw’umuntu n’ukwinyiganza kw’ingingo). Mu bijanye n’urukoba rw’ubuhinga bwa none, impapuro za graphite - zishobora gukoreshwa neza ku bushuhe bwagutse bwa -20℃digre 150 , zitanga infashanyo y’ingenzi y’ubuhinga ku nyishu z’ibikorwa vy’ubuhinga bwa none.
4. Agaciro k'ubushobozi mu buhinga n'ubuhinga buramba
Insobanuro ya siyansi y’impapuro ya graphite na yo nyene irashika no ku kurinda ibidukikije. Igikoresho caco c’agaciro, ni ikintu gikomeye cane ca carbone kiboneka mu gice c’isi (kigega c’isi c’isi yose kirenze amatoni imiliyoni 300). Ikindi kandi, uburyo bwo gukora buratuma habaho ugusubira gukoresha ubuhinga bwa electrode (nk’ubwo buva mu gukora ivyuma), gushika ku gusubira gukoresha ibikoresho, bihuye n’ingingo ngenderwako z’ubuhinga bwa shimi. Ikindi kandi, ubuhinga bwa graphite (uburemere bwayo burashobora guhindurwa biciye mu nzira y’uguhindura ubumara bw’umubiri ({4}} uburyo bwo gushinga) burashoboza kwerekana ubushobozi bwiza cane bwo gufata ibintu nk’ivyuma vy’ivyuma bikomeye n’irangi ry’ibinyabuzima. Igerageza ryerekanye ko amino- Igitabo ca graphite gishobora gushika ku bushobozi bwo gufata bwa 280 mg/g ku Pb2⁺, birenze cane ubw’ivyuma bikoreshwa (hafi 100 mg/g). Mu gihe kirekire, nk'ikintu giserukira carbone- ibikoresho vy'ibikorwa, urupapuro rwa graphite rutanga urubuga rushasha rw'ubuhinga bwa "{{11}ba{{12}barbon" (nk'ubuhinga bwa carbone n'uguhinduka) bigamije gushika ku kutagira aho ugarukira.
Insiguro y’ubuhinga bw’impapuro z’ubuhinga bwa none ntizivuga gusa mu bikorwa vyayo gusa ariko kandi mu ruhara rwayo nk’“ibikoresho vy’ikiraro,” bikaba bigaragaza ubushakashatsi bw’ishimikiro n’ibikorwa vy’ubuhinga: kuva ku guhishura uburyo bwo gukoranya ibintu bibiri - ibikoresho vy’umuyagankuba ku rugero rutoyi gushika ku guteza imbere ubuhinga bushasha mu vy’inguvu, mu vy’ubuhinga bwa none, no ku buhinga bwo bidukikije ku rugero runini. Kubera ko uburyo bwo gutegura (nk’ugukura ata guca ku ruhande kw’impapuro nini z’ubuhinga bwa none hakoreshejwe ubuhinga bwo gutera umwuka (CVD)) n’ibindi bitera imbere mu guhingura ibintu (nk’uguhindura imiterere y’ubuhinga bwa none mu gukora ama atome y’azote canke ya boron), urupapuro rwa graphite rwitezwe ko ruzobandanya kwagura imbibe z’ibikorwa vyayo maze zikaba kimwe mu bikoresho nyamukuru bishigikira Ihinduka rya kane ry’Inkori.
