Toepassing van enkelwandige koolstofnanobuisjes met ultrahoge zuiverheid
Supercondensatoren: koolstofnanobuisjes met ultrahoge zuiverheid worden gebruikt als elektrodematerialen voor elektrische dubbellaagse condensatoren. Elektrische dubbellaagse condensatoren kunnen worden gebruikt als condensatoren of als energieopslagapparaten. Supercondensatoren kunnen worden opgeladen en ontladen met grote stromen, met bijna geen laad-en ontladingsoverspanning, een levensduur van wel tienduizenden keren en een breed bedrijfstemperatuurbereik. Elektrische dubbellaagse condensatoren kunnen op grote schaal worden gebruikt in communicatieapparatuur zoals audio-en videoapparatuur, tuners, telefoons en faxmachines en verschillende huishoudelijke apparaten. Als elektrodemateriaal voor elektrische dubbellaagse condensatoren moet het materiaal een hoge kristalliniteit, goede geleidbaarheid, een groot specifiek oppervlak en een microporiegrootte hebben die binnen een bepaald bereik is geconcentreerd. Momenteel wordt poreuze koolstof over het algemeen gebruikt als elektrodemateriaal, dat niet alleen een brede verdeling van microporiën heeft (minder dan 30% van de poriën is gewijd aan energieopslag), maar heeft ook een lage kristalliniteit en slechte geleidbaarheid, wat resulteert in een kleine capaciteit en geen geschikt elektrodemateriaal. Dit is een belangrijke reden die het gebruik van elektrische dubbellaagse condensatoren in een groter bereik beperkt. Koolstofnanobuisjes hebben een groot specifiek oppervlak, hoge kristalliniteit, goede geleidbaarheid en de grootte van microporiën kan worden gecontroleerd door het syntheseproces, dus ze zijn een ideaal elektrodemateriaal voor elektrische dubbellaagse condensatoren.
Katalysatordrager: ultra-hoge zuiverheid enkelwandige koolstofnanobuisjes materialen hebben een groter oppervlak en een grotere atoomverhouding aan het oppervlak (Ongeveer 50% van het totale aantal atomen). De elektronische structuur en kristalstructuur van het systeem zijn aanzienlijk veranderd, met speciale elektronische effecten en oppervlakte-effecten. De diffusiesnelheid van gas door koolstofnanobuisjes is bijvoorbeeld duizenden keren die van conventionele katalysatordeeltjes. Na het laden van de katalysator kan de activiteit van de katalysator sterk worden verbeterd. Als nieuw lid van de nanomateriaalfamilie hebben selectieve koolstofnanobuisjes een groot toepassingspotentieel bij reacties zoals hydrogenering, dehydrogenering en selectieve katalyse vanwege hun speciale structuur en oppervlaktekenmerken, uitstekend waterstofopslagniveau en metaal-en halfgeleidergeleidbaarheid. Zodra koolstofnanobuisjes worden gebruikt bij de katalyse, wordt verwacht dat ze de activiteit en selectiviteit van de reactie aanzienlijk verbeteren en enorme economische voordelen genereren.
Waterstofopslagmateriaal: Adsorptie is het gedrag van gasadsorbaat op het oppervlak van vaste adsorbens, en het proces van het voorkomen ervan hangt nauw samen met de oppervlaktekenmerken van de adsorberende vaste stof. Wat betreft het adsorptiemechanisme van nanodeeltjes, wordt algemeen aangenomen dat de adsorptie van nanokoolstofbuizen voornamelijk te wijten is aan de oppervlaktehydroxylgroep van koolstofbuizen van nanodeeltjes. De hydroxylgroepen op het oppervlak van koolstofnanobuisjes kunnen zich binden met bepaalde kationen, waardoor de adsorptie van metaalionen of organisch materiaal op het oppervlak wordt bereikt.
Proton exchange membraan (PEM) brandstofcel: koolstofnanobuisjes brandstofcel is de meest veelbelovende nieuwe stroombron voor auto's. Deze brandstofcel wekt elektriciteit op door waterstof te verbruiken, en het afgevoerde uitlaatgas is waterdamp, dus het is vrij van vervuiling. Het heeft grote voordelen ten opzichte van lithium-ionbatterijen en scherpe waterstofbatterijen. Het kan waterstofopslagmaterialen voor koolstofnanobuisjes gebruiken om waterstof op te slaan en vervolgens waterstof te leveren. Het kan ook een waterstofbron zijn voor brandstofcellen door gasolie en andere koolwaterstoffen te ontbinden of rechtstreeks waterstof uit de lucht te verkrijgen.