Бір қабырғалы көміртекті нанотүтіктер (SWCNTs)батареялардың әртүрлі түрлерінде кеңінен қолданылады. Мұнда SWCNT қолданбаларын табатын батарея түрлері берілген:
1) суперконденсаторлар:
SWCNTs жоғары меншікті бетінің ауданы мен тамаша өткізгіштігінің арқасында суперконденсаторлар үшін тамаша электродтық материалдар ретінде қызмет етеді. Олар жылдам зарядтау жылдамдығын қамтамасыз етеді және тамаша цикл тұрақтылығын көрсетеді. SWCNTs өткізгіш полимерлерге немесе металл оксидтеріне қосу арқылы суперконденсаторлардың энергия тығыздығы мен қуат тығыздығын одан әрі жақсартуға болады.
2) Литий-ионды батареялар:
Литий-ионды батареялар саласында SWCNTs өткізгіш қоспалар немесе электродтық материалдар ретінде пайдаланылуы мүмкін. Өткізгіш қоспалар ретінде пайдаланылған кезде, SWCNT электродтық материалдардың өткізгіштігін арттырады, осылайша батареяның зарядтау-разрядтау жұмысын жақсартады. Электродтық материалдар ретінде SWCNT қосымша литий-ионды енгізу орындарын қамтамасыз етеді, бұл батареяның сыйымдылығын арттыруға және цикл тұрақтылығын арттыруға әкеледі.
3) Натрий-ионды батареялар:
Натрий-иондық аккумуляторлар литий-ионды батареяларға балама ретінде үлкен назарға ие болды және SWCNTs осы доменде де перспективалы перспективалар ұсынады. Жоғары өткізгіштігімен және құрылымдық тұрақтылығымен SWCNTs натрий-ионды аккумуляторлық электрод материалдары үшін тамаша таңдау болып табылады.
4) Басқа батарея түрлері:
Жоғарыда аталған қолданбаларға қосымша, SWCNTs отын элементтері және мырыш-ауа батареялары сияқты басқа батарея түрлерінде әлеуетті көрсетеді. Мысалы, отын ұяшықтарында SWCNT катализатордың белсенділігі мен тұрақтылығын арттыра отырып, катализатор тірегі ретінде қызмет ете алады.
Батареялардағы SWCNT рөлі:
1) Өткізгіш қоспалар: жоғары электр өткізгіштігі бар SWCNTs қатты күйдегі электролиттерге өткізгіш қоспалар ретінде қосылуы мүмкін, олардың өткізгіштігін жақсартады және осылайша батареяның зарядтау-разрядтау жұмысын жақсартады.
2) Электродтық материалдар: SWCNTs электродтың өткізгіштігі мен құрылымдық тұрақтылығын жақсарту үшін белсенді заттарды (мысалы, литий металы, күкірт, кремний және т.б.) жүктеуге мүмкіндік беретін электродтық материалдар үшін субстраттар ретінде қызмет ете алады. Сонымен қатар, SWCNTs жоғары меншікті бетінің ауданы неғұрлым белсенді учаскелерді қамтамасыз етеді, нәтижесінде батареяның энергия тығыздығы жоғары болады.
3) Сепаратор материалдары: Қатты күйдегі батареяларда SWCNT жақсы механикалық беріктік пен химиялық тұрақтылықты сақтай отырып, иондарды тасымалдау арналарын ұсынатын сепаратор материалдары ретінде пайдалануға болады. SWCNTs кеуекті құрылымы аккумулятордағы ион өткізгіштігін жақсартуға ықпал етеді.
4) Композиттік материалдар: SWCNTs қатты күйдегі электролит материалдарымен біріктіріліп, композиттік электролиттер түзілуі мүмкін, бұл SWCNTs жоғары өткізгіштігін қатты күйдегі электролиттердің қауіпсіздігімен біріктіреді. Мұндай композициялық материалдар қатты күйдегі батареялар үшін тамаша электролиттік материалдар ретінде қызмет етеді.
5) Арматуралық материалдар: SWCNT қатты күйдегі электролиттердің механикалық қасиеттерін жақсарта алады, зарядтау-разряд процестері кезінде батареяның құрылымдық тұрақтылығын жақсартады және көлемнің өзгеруінен туындаған өнімділіктің төмендеуін азайтады.
6) Жылумен басқару: тамаша жылу өткізгіштігімен SWCNTs жылуды басқару материалдары ретінде пайдаланылуы мүмкін, бұл батарея жұмысы кезінде жылуды тиімді бөлуді жеңілдетеді, қызып кетуді болдырмайды және батарея қауіпсіздігі мен қызмет ету мерзімін арттырады.
Қорытындылай келе, SWCNT әр түрлі батарея түрлерінде шешуші рөл атқарады. Олардың бірегей қасиеттері жоғары өткізгіштікке, жақсартылған энергия тығыздығына, жақсартылған құрылымдық тұрақтылыққа және тиімді жылуды басқаруға мүмкіндік береді. Нанотехнологиядағы әрі қарайғы жетістіктер мен зерттеулердің арқасында SWCNT-терді батареяларда қолдану өсуде, бұл батарея өнімділігі мен энергияны сақтау мүмкіндіктерінің жақсаруына әкеледі.
Жіберу уақыты: 20 қыркүйек 2024 ж