ננו-צינוריות פחמן חד-דופן (SWCNT או SWNT) מורכבות כולן מאטומי פחמן.ניתן להתייחס למבנה הגיאומטרי כשכבה אחת של גרפן מסולסל, והמבנה קובע את המאפיינים.לכן, לננו-צינורות פחמן בעלי דופן חד-פעמי יש תכונות אלקטרוניות, מכניות ומכניות מצוינות.ביצועים, ננו-צינוריות פחמן חד-דופן יש גם יציבות כימית.

ניתן להשתמש בצינורות פחמן חד דופן עבור קבלי על בעלי קיבולת גדולה:

כמות האנרגיה המאוחסנת בקבל שכבה כפולה חשמלי נקבעת על ידי שטח הפנים הספציפי האפקטיבי של לוחות האלקטרודה של הקבל.מכיוון שלננו-צינוריות הפחמן החד-דופן יש את שטח הפנים הספציפי הגדול ביותר ומוליכות טובה, האלקטרודה שהוכנה על-ידי ננו-צינוריות הפחמן יכולה להגדיל באופן משמעותי את הקיבול של קבל השכבה הכפולה החשמלית.

על פי המאפיינים המבניים של ננו-צינורות פחמן, יש לו ספיחה משמעותית הן לנוזלים והן לגזים.ננו-צינוריות פחמן אוגרות מימן על ידי ניצול המאפיינים של ספיחה פיזית או ספיחה כימית של מימן בחומרים בעלי שטח פנים ומבנה נקבוביות גדול.