ერთსაფეხურიანი ნახშირბადის ნანოტუბები (SWCNTs)ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა ტიპის ბატარეებში. აქ მოცემულია ბატარეის ტიპები, რომლებშიც SWCNT– ები პოულობენ პროგრამას:

1) Supercapacitors:
SWCNTs ემსახურება როგორც იდეალური ელექტროდების მასალები სუპერპატასტროფებისთვის, მათი მაღალი სპეციფიკური ზედაპირის და შესანიშნავი გამტარობის გამო. ისინი საშუალებას იძლევა სწრაფი დატენვის განთავისუფლების განაკვეთები და აჩვენონ გამორჩეული ციკლის სტაბილურობა. SWCNT- ების გამტარ პოლიმერებში ან ლითონის ოქსიდებში ჩართვით, Supercapacitors- ის ენერგიის სიმკვრივე და ენერგიის სიმკვრივე შეიძლება კიდევ უფრო გაუმჯობესდეს.

2) ლითიუმ-იონური ბატარეები:
ლითიუმ-იონური ბატარეების სფეროში, SWCNT– ები შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც გამტარ დანამატები ან ელექტროდიდის მასალები. როდესაც გამოიყენება როგორც გამტარ დანამატები, SWCNT– ები აძლიერებენ ელექტროდიდის მასალების გამტარობას, რითაც აუმჯობესებენ ბატარეის დატენვის დატვირთვის შესრულებას. როგორც თავად ელექტროდი მასალები, SWCNT– ები უზრუნველყოფენ დამატებით ლითიუმ-იონური ჩასმის ადგილებს, რაც იწვევს ტევადობის გაზრდას და ბატარეის გაძლიერებულ ციკლს სტაბილურობას.

3) ნატრიუმ-იონური ბატარეები:
ნატრიუმ-იონური ბატარეები დიდი ყურადღება მიიპყრო, როგორც ლითიუმ-იონური ბატარეების ალტერნატივა, ხოლო SWCNTs გვთავაზობს პერსპექტიულ პერსპექტივებს ამ დომენში. მათი მაღალი გამტარობითა და სტრუქტურული სტაბილურობით, SWCNT– ები იდეალური არჩევანია ნატრიუმ-იონური ბატარეის ელექტროდების მასალებისთვის.

4) სხვა ბატარეის ტიპები:
ზემოხსენებული პროგრამების გარდა, SWCNT– ები აჩვენებენ პოტენციალს სხვა ბატარეის ტიპებში, როგორიცაა საწვავის უჯრედები და თუთიის ჰაერის ბატარეები. მაგალითად, საწვავის უჯრედებში, SWCNT– ები შეიძლება გახდეს კატალიზატორი, რომელიც ხელს უწყობს კატალიზატორის აქტივობასა და სტაბილურობას.

SWCNT- ების როლი ბატარეებში:

1) გამტარ დანამატები: SWCNT– ები, მათი მაღალი ელექტრული გამტარობით, შეიძლება დაემატოს გამტარ დანამატებს მყარი მდგომარეობის ელექტროლიტებისთვის, მათი გამტარობის გაუმჯობესება და ამით აძლიერებს ბატარეის დატენვის დატვირთვის შესრულებას.

2) ელექტროდების მასალები: SWCNT– ები შეიძლება იქცეს როგორც ელექტროდიდული მასალების სუბსტრატები, რაც საშუალებას იძლევა აქტიური ნივთიერებების დატვირთვა (მაგალითად, ლითიუმის ლითონი, გოგირდი, სილიკონი და ა.შ.), რომ გააუმჯობესოს ელექტროდის გამტარობა და სტრუქტურული სტაბილურობა. უფრო მეტიც, SWCNT– ების მაღალი სპეციფიკური ზედაპირი უზრუნველყოფს უფრო აქტიურ ადგილებს, რის შედეგადაც ხდება ბატარეის ენერგიის უფრო მაღალი სიმკვრივე.

3) გამყოფი მასალები: მყარი მდგომარეობის ბატარეებში, SWCNT– ები შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც გამყოფი მასალები, გთავაზობთ იონური სატრანსპორტო არხებს, ხოლო შენარჩუნებულია კარგი მექანიკური სიძლიერე და ქიმიური სტაბილურობა. SWCNT– ების ფოროვანი სტრუქტურა ხელს უწყობს ბატარეაში იონური გამტარობის გაუმჯობესებას.

4) კომპოზიციური მასალები: SWCNT– ების კომპოზიცია შესაძლებელია მყარი მდგომარეობის ელექტროლიტური მასალებით, კომპოზიციური ელექტროლიტების შესაქმნელად, SWCNT– ების მაღალ გამტარობასთან ერთად აერთიანებს მყარი მდგომარეობის ელექტროლიტების უსაფრთხოებას. ასეთი კომპოზიციური მასალები ემსახურება როგორც იდეალური ელექტროლიტური მასალები მყარი მდგომარეობის ბატარეებისთვის.

5) გამაგრების მასალები: SWCNT– ებს შეუძლიათ გააძლიერონ მყარი მდგომარეობის ელექტროლიტების მექანიკური თვისებები, ბატარეის სტრუქტურული სტაბილურობის გაუმჯობესება დატენვის დატვირთვის პროცესების დროს და შეამცირონ შესრულების დეგრადაცია, რომელიც გამოწვეულია მოცულობის ცვლილებებით.

6) თერმული მენეჯმენტი: მათი შესანიშნავი თერმული კონდუქტომეტრით, SWCNT– ები შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც თერმული მართვის მასალები, რაც ხელს უწყობს ეფექტური სითბოს გაფუჭებას ბატარეის მუშაობის დროს, გადახურების თავიდან ასაცილებლად, ბატარეის უსაფრთხოებისა და სიცოცხლის ხანგრძლივობის გაუმჯობესებაში.

დასკვნის სახით, SWCNT– ები მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ ბატარეის სხვადასხვა ტიპებში. მათი უნიკალური თვისებები საშუალებას იძლევა გაძლიერებული გამტარობა, ენერგიის სიმკვრივის გაუმჯობესება, სტრუქტურული სტაბილურობა და თერმული ეფექტური მენეჯმენტი. ნანოტექნოლოგიის შემდგომი წინსვლებით და კვლევებით, SWCNT- ების გამოყენება ბატარეებში, სავარაუდოდ, იზრდება, რაც იწვევს ბატარეის მუშაობის გაუმჯობესებას და ენერგიის შენახვის შესაძლებლობებს.