Yksiseinäiset hiilinanoputket (SWCNT)käytetään laajalti erityyppisissä akuissa. Tässä ovat akkutyypit, joissa SWCNT:t löytävät sovelluksen:

1) Superkondensaattorit:
SWCNT:t toimivat ihanteellisina elektrodimateriaaleina superkondensaattorien suuren ominaispinta-alan ja erinomaisen johtavuuden ansiosta. Ne mahdollistavat nopeat lataus- ja purkunopeudet ja osoittavat erinomaisen syklin vakauden. Yhdistämällä SWCNT:itä johtaviin polymeereihin tai metallioksideihin superkondensaattorien energiatiheyttä ja tehotiheyttä voidaan edelleen parantaa.

2) Litiumioniakut:
Litiumioniakkujen alalla SWCNT:itä voidaan käyttää johtavina lisäaineina tai elektrodimateriaalina. Johtavina lisäaineina käytettynä SWCNT:t parantavat elektrodimateriaalien johtavuutta ja parantavat siten akun lataus- ja purkauskykyä. SWCNT:t ovat elektrodimateriaaleja, jotka tarjoavat lisää litiumionien asennuskohtia, mikä lisää akun kapasiteettia ja parantaa syklin vakautta.

3) Natrium-ioniakut:
Natrium-ioni-akut ovat saaneet huomattavaa huomiota vaihtoehtoina litiumioniakuille, ja SWCNT:t tarjoavat lupaavia näkymiä myös tällä alalla. Korkean johtavuuden ja rakenteellisen vakauden ansiosta SWCNT:t ovat ihanteellinen valinta natrium-ioni-akkuelektrodimateriaaleille.

4) Muut akkutyypit:
Edellä mainittujen sovellusten lisäksi SWCNT:t osoittavat potentiaalia muissa akkutyypeissä, kuten polttokennoissa ja sinkki-ilmaakuissa. Esimerkiksi polttokennoissa SWCNT:t voivat toimia katalyytin kantajina, mikä lisää katalyytin aktiivisuutta ja stabiilisuutta.

SWCNT:n rooli akuissa:

1) Johtavat lisäaineet: SWCNT:t, joilla on korkea sähkönjohtavuus, voidaan lisätä johtavina lisäaineina solid-state-elektrolyytteihin, mikä parantaa niiden johtavuutta ja parantaa siten akun lataus- ja purkauskykyä.

2) Elektrodimateriaalit: SWCNT:t voivat toimia elektrodimateriaalien substraatteina, mikä mahdollistaa aktiivisten aineiden (kuten litiummetallin, rikin, piin jne.) lataamisen elektrodin johtavuuden ja rakenteellisen stabiilisuuden parantamiseksi. Lisäksi SWCNT:iden suuri ominaispinta-ala tarjoaa enemmän aktiivisia kohtia, mikä johtaa akun korkeampaan energiatiheyteen.

3) Erotinmateriaalit: Solid-state-akuissa SWCNT:itä voidaan käyttää erotinmateriaaleina, jotka tarjoavat ioninsiirtokanavia säilyttäen samalla hyvän mekaanisen lujuuden ja kemiallisen stabiilisuuden. SWCNT:iden huokoinen rakenne parantaa osaltaan akun ioninjohtavuutta.

4) Komposiittimateriaalit: SWCNT:t voidaan yhdistää solid-state-elektrolyyttimateriaalien kanssa komposiittielektrolyyttien muodostamiseksi, mikä yhdistää SWCNT:iden korkean johtavuuden solid-state-elektrolyyttien turvallisuuteen. Tällaiset komposiittimateriaalit toimivat ihanteellisina elektrolyyttimateriaaleina solid-state-akuissa.

5) Vahvistusmateriaalit: SWCNT:t voivat parantaa solid-state-elektrolyyttien mekaanisia ominaisuuksia, parantaa akun rakenteellista vakautta lataus-purkausprosessien aikana ja vähentää tilavuuden muutosten aiheuttamaa suorituskyvyn heikkenemistä.

6) Lämmönhallinta: Erinomaisen lämmönjohtavuutensa ansiosta SWCNT:itä voidaan käyttää lämmönhallintamateriaaleina, mikä helpottaa tehokasta lämmönpoistoa akun käytön aikana, estää ylikuumenemisen ja parantaa akun turvallisuutta ja käyttöikää.

Yhteenvetona voidaan todeta, että SWCNT:illä on ratkaiseva rooli eri akkutyypeissä. Niiden ainutlaatuiset ominaisuudet mahdollistavat paremman johtavuuden, paremman energiatiheyden, paremman rakenteellisen vakauden ja tehokkaan lämmönhallinnan. Nanoteknologian edistymisen ja tutkimuksen myötä SWCNT:iden käytön akkuissa odotetaan kasvavan edelleen, mikä parantaa akun suorituskykyä ja energian varastointikykyä.