Üheseinalised süsiniknanotorud (SWCNT)kasutatakse laialdaselt erinevat tüüpi akudes. Siin on akutüübid, milles SWCNT-d rakendust leiavad:

1) Superkondensaatorid:
SWCNT-d on nende suure eripinna ja suurepärase juhtivuse tõttu ideaalsed elektroodmaterjalid superkondensaatorite jaoks. Need võimaldavad kiiret laadimis- ja tühjenemiskiirust ja näitavad silmapaistvat tsükli stabiilsust. SWCNT-de lisamisega juhtivatesse polümeeridesse või metalloksiididesse saab superkondensaatorite energiatihedust ja võimsustihedust veelgi parandada.

2) Liitiumioonakud:
Liitium-ioonakude valdkonnas saab SWCNT-sid kasutada juhtivate lisandite või elektroodide materjalidena. Juhtivate lisanditena kasutamisel suurendavad SWCNT-d elektroodimaterjalide juhtivust, parandades seeläbi aku laadimise ja tühjenemise jõudlust. Elektroodimaterjalidena pakuvad SWCNT-d täiendavaid liitiumioonide sisestuskohti, mis suurendab aku mahtu ja suurendab tsükli stabiilsust.

3) Naatrium-ioonakud:
Naatriumioonakud on pälvinud märkimisväärset tähelepanu liitiumioonakude alternatiivina ja SWCNT-d pakuvad ka selles valdkonnas paljulubavaid väljavaateid. Oma suure juhtivuse ja struktuurse stabiilsusega on SWCNT-d ideaalne valik naatriumioonaku elektroodide materjalide jaoks.

4) Muud akutüübid:
Lisaks ülalnimetatud rakendustele näitavad SWCNT-d potentsiaali ka teistes akutüüpides, nagu kütuseelemendid ja tsink-õhk akud. Näiteks kütuseelementides võivad SWCNT-d toimida katalüsaatorikandjatena, suurendades katalüsaatori aktiivsust ja stabiilsust.

SWCNT-de roll akudes:

1) Juhtivad lisandid: kõrge elektrijuhtivusega SWCNT-sid saab lisada juhtivate lisanditena tahkis-elektrolüütidele, parandades nende juhtivust ja parandades seeläbi aku laadimis- ja tühjenemisvõimet.

2) Elektroodide materjalid: SWCNT-d võivad olla elektroodimaterjalide substraadid, mis võimaldavad laadida aktiivseid aineid (nt liitiummetall, väävel, räni jne), et parandada elektroodi juhtivust ja struktuurset stabiilsust. Lisaks pakub SWCNT-de suur eripind rohkem aktiivseid kohti, mille tulemuseks on aku suurem energiatihedus.

3) Eraldusmaterjalid: tahkispatareides saab SWCNT-sid kasutada eraldusmaterjalina, pakkudes ioonide transpordikanaleid, säilitades samal ajal hea mehaanilise tugevuse ja keemilise stabiilsuse. SWCNT-de poorne struktuur aitab kaasa aku ioonide juhtivusele.

4) Komposiitmaterjalid: SWCNT-sid saab kombineerida tahkis-elektrolüütmaterjalidega, et moodustada komposiitelektrolüüte, ühendades SWCNT-de kõrge juhtivuse tahkis-elektrolüütide ohutusega. Sellised komposiitmaterjalid on ideaalsed elektrolüütmaterjalid tahkisakude jaoks.

5) Tugevdusmaterjalid: SWCNT-d võivad parandada tahkis-elektrolüütide mehaanilisi omadusi, parandades aku struktuurset stabiilsust laadimis-tühjenemise protsesside ajal ja vähendades mahumuutustest tingitud jõudluse halvenemist.

6) Soojusjuhtimine: tänu suurepärasele soojusjuhtivusele saab SWCNT-sid kasutada soojusjuhtimismaterjalina, mis hõlbustavad tõhusat soojuse hajumist aku töötamise ajal, väldivad ülekuumenemist ning parandavad aku ohutust ja eluiga.

Kokkuvõtteks võib öelda, et SWCNT-d mängivad erinevate akutüüpide puhul otsustavat rolli. Nende ainulaadsed omadused võimaldavad paremat juhtivust, paremat energiatihedust, paremat konstruktsiooni stabiilsust ja tõhusat soojusjuhtimist. Nanotehnoloogia edasiste edusammude ja uurimistööga eeldatakse, et SWCNT-de kasutamine akudes kasvab jätkuvalt, mis toob kaasa aku jõudluse ja energiasalvestusvõime paranemise.


Postitusaeg: 20. september 2024

Saada meile oma sõnum:

Kirjutage oma sõnum siia ja saatke see meile