ננו-צינורות פחמן בעלי קירות כפולים הם ננו-צינורות חלולים ללא תפרים שנוצרו על-ידי סלסול של שתי שכבות של יריעות גרפן.המבנה שלו הוא בין ננו-צינורות פחמן חד-דפנות לרב-קירות ויש לו את רוב התכונות שלהם.

DWNT יכול לשמש כחיישן גז, כחומר רגיש לזיהוי גזים כגון H2, NH3, NO2 או O2 וכו', המשמשים ביישומים טכניים תובעניים, כגון צגי פליטת שטח והתקנים פוטו-וולטאיים.

בשל המוליכות האלקטרונית הגבוהה יותר, ננו-צינוריות פחמן יכולות לפעול כחומר מוליך בסוללות ליתיום, דבר המקביל לתפקיד ה"מוליכים" ברשת המוליכות של סוללות הליתיום.יכולת אחסון הפחמן של ננו-צינורות פחמן גדולה בהרבה מזו של חומרי פחמן מסורתיים כמו גרפיט טבעי, גרפיט מלאכותי ופחמן אמורפי.לכן, השימוש בננו-צינורות פחמן כחומר מוליך לסוללת ליתיום יכול להגדיל במידה ניכרת את הקיבולת ואת חיי המחזור של סוללות ליתיום., לננו-צינוריות פחמן יש אפקט שכבה כפולה חשמלית, אשר תורמת לשיפור ביצועי הטעינה והפריקה בקצב הגבוה של הסוללה.יחד עם זאת, כמות ננו-צינורות הפחמן בשימוש בסוללות ליתיום קטנה, מה שיכול להפחית את תכולת החומרים המוליכים בסוללות הליתיום.המוליכות התרמית הטובה שלו תורמת גם לפיזור חום במהלך טעינה ופריקה של הסוללה.