Нэг ханатай нүүрстөрөгчийн нано хоолой (SWCNTs)янз бүрийн төрлийн батерейнд өргөн хэрэглэгддэг. SWCNT-ийн хэрэглүүрийг олох батерейны төрлүүд энд байна:
1) Суперконденсаторууд:
SWCNT нь өндөр хувийн гадаргуутай, маш сайн дамжуулалттай тул суперконденсаторуудад хамгийн тохиромжтой электродын материал болдог. Эдгээр нь хурдан цэнэглэх цэнэгийн хурдыг идэвхжүүлж, гайхалтай мөчлөгийн тогтвортой байдлыг харуулдаг. SWCNT-ийг дамжуулагч полимер эсвэл металлын исэлд оруулснаар суперконденсаторуудын эрчим хүчний нягтрал болон эрчим хүчний нягтралыг улам сайжруулах боломжтой.
2) Лити-ион батерей:
Лити-ион батерейны салбарт SWCNT-ийг дамжуулагч нэмэлт эсвэл электродын материал болгон ашиглаж болно. Цахилгаан дамжуулагч нэмэлт болгон ашиглах үед SWCNT нь электродын материалын дамжуулалтыг сайжруулж, улмаар батерейны цэнэгийн цэнэгийг сайжруулдаг. Электродын материалын хувьд SWCNT нь нэмэлт литийн ион оруулах газрыг бий болгодог бөгөөд энэ нь батерейны хүчин чадлыг нэмэгдүүлж, циклийн тогтвортой байдлыг сайжруулдаг.
3) Натри-ион батерей:
Натрийн ион батерейнууд нь лити-ион батерейг орлох хувилбар болгон ихээхэн анхаарал татаж байгаа бөгөөд SWCNT нь энэ салбарт ирээдүйтэй хэтийн төлөвийг санал болгож байна. Өндөр цахилгаан дамжуулах чанар, бүтцийн тогтвортой байдал нь SWCNTs нь натрийн ион батерейны электродын материалд хамгийн тохиромжтой сонголт юм.
4) Бусад батерейны төрлүүд:
Дээр дурдсан хэрэглээнээс гадна SWCNT нь түлшний эс, цайрын агаарын батерей зэрэг бусад төрлийн батерейнд боломжуудыг харуулдаг. Жишээлбэл, түлшний эсүүдэд SWCNT нь катализаторын дэмжлэг болж, катализаторын үйл ажиллагаа, тогтвортой байдлыг сайжруулдаг.
Батерей дахь SWCNT-ийн үүрэг:
1) Дамжуулагч нэмэлтүүд: Өндөр цахилгаан дамжуулах чадвартай SWCNT-ийг хатуу төлөвт электролитэд дамжуулагч нэмэлт болгон нэмж, дамжуулалтыг сайжруулж, улмаар зайны цэнэгийн цэнэгийг сайжруулдаг.
2) Электродын материал: SWCNT нь электродын материалын субстрат болж, электродын цахилгаан дамжуулах чанар, бүтцийн тогтвортой байдлыг сайжруулахын тулд идэвхтэй бодис (литийн металл, хүхэр, цахиур гэх мэт) ачаалах боломжийг олгодог. Түүнчлэн, SWCNT-ийн өндөр хувийн гадаргуугийн талбай нь илүү идэвхтэй сайтуудыг бий болгож, батерейны эрчим хүчний нягтралыг нэмэгдүүлдэг.
3) Тусгаарлагч материал: Хатуу төлөвт батерейнд SWCNT-ийг тусгаарлагч материал болгон ашиглаж, механик бат бөх чанар, химийн тогтвортой байдлыг хадгалахын зэрэгцээ ионы тээвэрлэлтийн сувгийг санал болгодог. SWCNT-ийн сүвэрхэг бүтэц нь батерейны ионы дамжуулалтыг сайжруулахад хувь нэмэр оруулдаг.
4) Нийлмэл материал: SWCNT-ийг хатуу төлөвт электролитийн материалтай нэгтгэж, нийлмэл электролит үүсгэх боломжтой бөгөөд SWCNT-ийн өндөр дамжуулалтыг хатуу төлөвт электролитийн аюулгүй байдалтай хослуулж болно. Ийм нийлмэл материалууд нь хатуу төлөвт батерейны электролитийн хамгийн тохиромжтой материал болдог.
5) Арматурын материал: SWCNT нь хатуу төлөвт электролитийн механик шинж чанарыг сайжруулж, цэнэгийн цэнэгийн процессын үед батерейны бүтцийн тогтвортой байдлыг сайжруулж, эзэлхүүний өөрчлөлтөөс үүдэлтэй гүйцэтгэлийн доройтлыг бууруулдаг.
6) Дулааны удирдлага: Дулаан дамжуулалт сайтай тул SWCNT-ийг дулааны удирдлагын материал болгон ашиглаж, батерейг ажиллуулах явцад дулааныг үр дүнтэй ялгаруулах, хэт халалтаас урьдчилан сэргийлэх, батерейны аюулгүй байдал, ашиглалтын хугацааг нэмэгдүүлэх боломжтой.
Эцэст нь хэлэхэд, SWCNT нь янз бүрийн төрлийн батерейнд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Тэдний өвөрмөц шинж чанар нь цахилгаан дамжуулах чанарыг сайжруулж, эрчим хүчний нягтралыг сайжруулж, бүтцийн тогтвортой байдлыг сайжруулж, дулааны үр дүнтэй менежментийг бий болгодог. Цаашид нанотехнологийн дэвшил, судалгааг хийснээр SWCNT-ийг батерейнд хэрэглэх нь улам бүр нэмэгдэж, батерейны гүйцэтгэл, эрчим хүч хадгалах чадварыг сайжруулахад хүргэнэ.
Шуудангийн цаг: 2024 оны 9-р сарын 20-ны хооронд