Οι νανοσωλήνες άνθρακα με ένα τοίχωμα (SWCNT ή SWNT) αποτελούνται από άτομα άνθρακα. Η γεωμετρική δομή μπορεί να θεωρηθεί ως ένα μόνο στρώμα από γραφένιο και η δομή καθορίζει τις ιδιότητες. Ως εκ τούτου, οι νανοσωλήνες άνθρακα με ένα τοίχωμα έχουν εξαιρετικές ηλεκτρονικές, μηχανικές και μηχανικές ιδιότητες. Η απόδοση, οι νανοσωλήνες άνθρακα με ένα τοίχωμα έχουν επίσης χημική σταθερότητα.

Οι σωλήνες άνθρακα ενός τοιχώματος μπορούν να χρησιμοποιηθούν για σούπερ πυκνωτές μεγάλης χωρητικότητας:

Η ποσότητα ενέργειας που αποθηκεύεται σε ηλεκτρικό πυκνωτή διπλής στρώσης καθορίζεται από την αποτελεσματική ειδική επιφάνεια των πλακών ηλεκτροδίων του πυκνωτή. Επειδή οι νανοσωλήνες άνθρακα με ένα τοίχωμα έχουν τη μεγαλύτερη ειδική επιφάνεια και καλή αγωγιμότητα, το ηλεκτρόδιο που παρασκευάζεται από τους νανοσωλήνες άνθρακα μπορεί να αυξήσει σημαντικά την χωρητικότητα του ηλεκτρικού πυκνωτή διπλής στρώσης.

Σύμφωνα με τα δομικά χαρακτηριστικά των νανοσωλήνων άνθρακα, έχει σημαντική προσρόφηση τόσο στα υγρά όσο και στα αέρια. Οι νανοσωλήνες άνθρακα αποθηκεύουν υδρογόνο χρησιμοποιώντας τα χαρακτηριστικά της φυσικής προσρόφησης ή της χημικής προσρόφησης του υδρογόνου σε υλικά με μεγάλη ειδική επιφάνεια και δομή πόρων.