Application de nanotubes de carbone ultrafins dans les matériaux énergétiques
Matériaux de stockage d'hydrogène: Calculé sur la base d'une voiture 5 places roulant 500 kilomètres, 3.1 kg d'hydrogène est nécessaire. Calculé sur la base du volume normal du réservoir, la densité de stockage de l'hydrogène doit être 6.5%. Les matériaux de stockage d'hydrogène actuels ne peuvent pas répondre à cette exigence. Les nanotubes de carbone sont devenus le matériau de stockage d'hydrogène le plus prometteur en raison de leur structure de pipeline et des espaces semblables à ceux du graphite entre les tubes de carbone à parois multiples. Des chercheurs étrangers ont prouvé qu'à température ambiante et à une pression inférieure à 1 bar, les tubes de carbone à paroi simple peuvent absorber 5% à 10% d'hydrogène.
Sur la base de calculs théoriques et de vérifications répétées récentes, on pense généralement que le stockage/libération réversible des nanotubes de carbone est d'environ 5%. Même 5%, c'est le meilleur matériau de stockage d'hydrogène à ce jour.
Batteries lithium-ion: Les batteries lithium-ion se développent vers une densité d'énergie élevée, et sera à terme équipé de véhicules électriques et deviendra véritablement une source d'énergie verte et durable pour la production d'énergie non fossile pour des applications industrielles. Par conséquent, les matériaux doivent avoir une capacité réversible élevée.
L'espacement intercouche des nanotubes de carbone est légèrement supérieur à celui du graphite et la capacité de charge et de décharge est supérieure à celle du graphite. De plus, la structure cylindrique des nanotubes de carbone ne s'effondrera pas après plusieurs cycles de charge-décharge et présente une bonne cyclicité. Les métaux alcalins tels que les ions lithium et les nanotubes de carbone ont de fortes interactions. La première capacité de décharge des batteries au lithium constituées de nanotubes de carbone en tant que matériaux d'électrode négative est aussi élevée que 1600 mAh/g, et la capacité réversible est de 700 mAh/g, ce qui est beaucoup plus grand que la capacité réversible théorique du graphite 372 mAh/g.
Les nanotubes de carbone ont de superbes propriétés mécaniques et un grand rapport d'aspect en raison de leur structure parfaite, Ce qui en fait la forme ultime pour la préparation de matériaux composites super résistants. Les composites de fibres de carbone à haute résistance au micron ont été largement utilisés dans la pratique. Si nous voulons faire de nouvelles percées en matière de résistance, nous devons réduire davantage le diamètre des fibres de carbone et augmenter le rapport d'aspect.