Ett forskarlag under ledning av gruppledaren Yung-Eun Sung har meddelat att de har utvecklat kostnadseffektiv teknik för att syntetisera svaveldopade och kvävedopade grafener som kan användas som högpresterande elektroder för sekundära batterier och bränsleceller. Yung-Eun Sung är både gruppledare vid Center for Nanopartikelforskning vid Institute for Basic Science* (IBS) och professor vid Seoul National University.
Denna prestation har stor betydelse när det gäller utvecklingen av relativ enkelhet, skalbarhet, och kostnadseffektivitetsprocesser som kan producera heteroatom (S eller N)-dopade grafener. Dessutom, dessa material förbättrar prestandan hos sekundära batterier och minskar kostnaden för att producera bränsleceller. Denna process använder vanligt laboratoriereagens, natriumhydroxid (NaOH) och heteroatominnehållande organiska lösningsmedel som prekursorer. Forskargruppen kunde syntetisera svaveldopade och kvävedopade grafener genom att använda en enkel, enstegs solvotermisk metod.
Dessa heteroatomdopade grafener uppvisade höga ytareor och höga halter av heteroatomer. Dessutom, litiumjonbatterierna som hade modifierade grafener applicerade på sig, uppvisade en högre kapacitet än den teoretiska kapaciteten hos grafit som tidigare användes i litiumjonbatterier. Den uppvisade hög kemisk stabilitet vilket resulterade i ingen kapacitetsförsämring i laddnings- och urladdningsexperiment. De heteroatomdopade grafenerna antyder potentialen att användas som en effektiv, alternativt kemiskt material genom att uppvisa prestanda som är jämförbar med den hos den dyra platinakatalysatorn som används för katoden i bränslecellsbatterier. Platina har en hög profil på grund av sin höga kemiska reaktivitet och elektrokatalytiska aktivitet. Dock, begränsade resurser och höga kostnader har varit stötestenar i dess effektiva kommersialisering.
Gruppledare Yung-Eun Sung från Center for Nanopartikelforskning vid IBS, säger, "Vi förväntar oss att vårt syntetiska tillvägagångssätt kommer att utvecklas för att producera dopade kolmaterial baserade på andra grundämnen (t.ex. florin, bor, fosfor) som sedan kan öka metodens potentiella tillämpningar i bränsleceller, sekundära litiumbatterier, sensorer, och halvledare."
