एकल-दीवार वाले कार्बन नैनोट्यूब (SWCNTs)विभिन्न प्रकार की बैटरी में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। यहां बैटरी प्रकार हैं जिनमें SWCNTs एप्लिकेशन पाते हैं:

1) सुपरकैपेसिटर:
SWCNTs अपने उच्च विशिष्ट सतह क्षेत्र और उत्कृष्ट चालकता के कारण सुपरकैपेसिटर के लिए आदर्श इलेक्ट्रोड सामग्री के रूप में काम करते हैं। वे फास्ट चार्ज-डिस्चार्ज दरों को सक्षम करते हैं और बकाया चक्र स्थिरता का प्रदर्शन करते हैं। प्रवाहकीय पॉलिमर या धातु ऑक्साइड में SWCNT को शामिल करके, सुपरकैपेसिटर के ऊर्जा घनत्व और बिजली घनत्व में और सुधार किया जा सकता है।

2) लिथियम-आयन बैटरी:
लिथियम-आयन बैटरी के क्षेत्र में, SWCNT को प्रवाहकीय एडिटिव्स या इलेक्ट्रोड सामग्री के रूप में उपयोग किया जा सकता है। जब प्रवाहकीय एडिटिव्स के रूप में उपयोग किया जाता है, तो SWCNTs इलेक्ट्रोड सामग्री की चालकता को बढ़ाते हैं, जिससे बैटरी के चार्ज-डिस्चार्ज प्रदर्शन में सुधार होता है। स्वयं इलेक्ट्रोड सामग्री के रूप में, SWCNTs अतिरिक्त लिथियम-आयन सम्मिलन साइट प्रदान करते हैं, जिससे बैटरी की बढ़ी हुई क्षमता और बढ़ी हुई चक्र स्थिरता होती है।

3) सोडियम आयन बैटरी:
सोडियम-आयन बैटरी ने लिथियम-आयन बैटरी के विकल्प के रूप में काफी ध्यान आकर्षित किया है, और SWCNTs इस डोमेन में भी आशाजनक संभावनाएं प्रदान करते हैं। उनकी उच्च चालकता और संरचनात्मक स्थिरता के साथ, SWCNTs सोडियम-आयन बैटरी इलेक्ट्रोड सामग्री के लिए एक आदर्श विकल्प हैं।

4) अन्य बैटरी प्रकार:
उपरोक्त अनुप्रयोगों के अलावा, SWCNTs अन्य बैटरी प्रकारों जैसे कि ईंधन कोशिकाओं और जस्ता-एयर बैटरी में क्षमता दिखाते हैं। उदाहरण के लिए, ईंधन कोशिकाओं में, SWCNT उत्प्रेरक की गतिविधि और स्थिरता को बढ़ाते हुए उत्प्रेरक समर्थन के रूप में काम कर सकते हैं।

बैटरी में SWCNT की भूमिका:

1) प्रवाहकीय योजक: SWCNTs, उनकी उच्च विद्युत चालकता के साथ, ठोस-राज्य इलेक्ट्रोलाइट्स में प्रवाहकीय योजक के रूप में जोड़ा जा सकता है, उनकी चालकता में सुधार और इस तरह बैटरी के चार्ज-डिस्चार्ज प्रदर्शन को बढ़ाता है।

2) इलेक्ट्रोड सामग्री: SWCNT इलेक्ट्रोड सामग्री के लिए सब्सट्रेट के रूप में काम कर सकते हैं, जिससे इलेक्ट्रोड की चालकता और संरचनात्मक स्थिरता में सुधार करने के लिए सक्रिय पदार्थों (जैसे लिथियम धातु, सल्फर, सिलिकॉन, आदि) के लोडिंग को सक्षम किया जा सकता है। इसके अलावा, SWCNTs का उच्च विशिष्ट सतह क्षेत्र अधिक सक्रिय साइट प्रदान करता है, जिसके परिणामस्वरूप बैटरी की उच्च ऊर्जा घनत्व होता है।

3) विभाजक सामग्री: ठोस-राज्य बैटरी में, SWCNT को विभाजक सामग्री के रूप में नियोजित किया जा सकता है, जो अच्छी यांत्रिक शक्ति और रासायनिक स्थिरता को बनाए रखते हुए आयन परिवहन चैनलों की पेशकश करता है। SWCNTs की झरझरा संरचना बैटरी में आयन चालकता में सुधार करने में योगदान देती है।

4) समग्र सामग्री: SWCNT को ठोस-राज्य इलेक्ट्रोलाइट्स बनाने के लिए ठोस-राज्य इलेक्ट्रोलाइट सामग्री के साथ कंपोज़ किया जा सकता है, ठोस-राज्य इलेक्ट्रोलाइट्स की सुरक्षा के साथ SWCNT की उच्च चालकता का संयोजन। इस तरह की समग्र सामग्री ठोस-राज्य बैटरी के लिए आदर्श इलेक्ट्रोलाइट सामग्री के रूप में काम करती है।

5) सुदृढीकरण सामग्री: SWCNTs ठोस-राज्य इलेक्ट्रोलाइट्स के यांत्रिक गुणों को बढ़ा सकते हैं, चार्ज-डिस्चार्ज प्रक्रियाओं के दौरान बैटरी की संरचनात्मक स्थिरता में सुधार और वॉल्यूम परिवर्तनों के कारण प्रदर्शन गिरावट को कम कर सकते हैं।

6) थर्मल प्रबंधन: उनकी उत्कृष्ट थर्मल चालकता के साथ, SWCNT को थर्मल प्रबंधन सामग्री के रूप में नियोजित किया जा सकता है, बैटरी संचालन के दौरान प्रभावी गर्मी अपव्यय की सुविधा, ओवरहीटिंग को रोकने और बैटरी सुरक्षा और जीवनकाल में सुधार करना।

अंत में, SWCNTs विभिन्न बैटरी प्रकारों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। उनके अद्वितीय गुण बढ़ाया चालकता, बेहतर ऊर्जा घनत्व, बढ़ाया संरचनात्मक स्थिरता और प्रभावी थर्मल प्रबंधन को सक्षम करते हैं। नैनो टेक्नोलॉजी में आगे की प्रगति और अनुसंधान के साथ, बैटरी में SWCNTs के अनुप्रयोग से बढ़ते रहने की उम्मीद है, जिससे बैटरी प्रदर्शन और ऊर्जा भंडारण क्षमताओं में सुधार हुआ है।