Tek duvarlı karbon nanotüpler (SWCNT'ler)çeşitli pil tiplerinde yaygın olarak kullanılır. İşte SWCNT'lerin uygulama bulduğu pil türleri:

1) Süper kapasitörler:
SWCNT'ler, yüksek spesifik yüzey alanı ve mükemmel iletkenlik nedeniyle süper kapasitörler için ideal elektrot malzemeleri olarak hizmet eder. Hızlı şarj-deşarj oranlarını etkinleştirir ve olağanüstü döngü stabilitesi sergilerler. SWCNT'leri iletken polimerlere veya metal oksitlere dahil ederek, süper kapasitörlerin enerji yoğunluğu ve güç yoğunluğu daha da geliştirilebilir.

2) Lityum-iyon piller:
Lityum iyon piller alanında, SWCNT'ler iletken katkı maddeleri veya elektrot malzemeleri olarak kullanılabilir. İletken katkı maddeleri olarak kullanıldığında, SWCNT'ler elektrot malzemelerinin iletkenliğini arttırır, böylece pilin şarj-deşarj performansını artırır. Elektrot malzemeleri olarak, SWCNT'ler ek lityum-iyon yerleştirme yerleri sağlar, bu da pilin kapasitesinin artmasına ve artan döngü stabilitesine yol açar.

3) Sodyum-iyon piller:
Sodyum iyon piller lityum iyon pillere alternatif olarak büyük ilgi görmüştür ve SWCNT'ler de bu alanda umut verici beklentiler sunar. Yüksek iletkenlik ve yapısal stabilitesi ile SWCNT'ler, sodyum iyon pil elektrot malzemeleri için ideal bir seçimdir.

4) Diğer pil tipleri:
Yukarıda belirtilen uygulamalara ek olarak, SWCNT'ler yakıt hücreleri ve çinko hava pilleri gibi diğer pil tiplerinde potansiyel gösterir. Örneğin, yakıt hücrelerinde, SWCNT'ler katalizör desteği olarak işlev görebilir ve katalizörün aktivitesini ve stabilitesini artırabilir.

Pillerde SWCNT'lerin rolü:

1) İletken katkı maddeleri: SWCNT'ler, yüksek elektriksel iletkenlikleri ile, katı hal elektrolitlerine iletken katkı maddeleri olarak eklenebilir, iletkenliklerini artırabilir ve böylece pilin şarj-deşarj performansını artırabilir.

2) Elektrot Malzemeleri: SWCNT'ler, elektrot malzemeleri için substrat görevi görebilir, bu da elektrotun iletkenliğini ve yapısal stabilitesini iyileştirmek için aktif maddelerin (lityum metal, kükürt, silikon vb.) Yüklenmesini sağlar. Ayrıca, SWCNT'lerin yüksek spesifik yüzey alanı daha aktif yerler sağlar, bu da pilin daha yüksek enerji yoğunluğuna neden olur.

3) Ayırıcı Malzemeler: Katı hal pillerde, SWCNT'ler, iyi mekanik mukavemet ve kimyasal stabilite korurken iyon taşıma kanalları sunan ayırıcı malzemeleri olarak kullanılabilir. SWCNT'lerin gözenekli yapısı, pildeki iyileştirilmiş iyon iletkenliğine katkıda bulunur.

4) Kompozit Malzemeler: SWCNT'ler, SWCNT'lerin yüksek iletkenliğini katı hal elektrolitlerin güvenliği ile birleştirerek kompozit elektrolitler oluşturmak için katı hal elektrolit malzemeleri ile birleştirilebilir. Bu tür kompozit malzemeler, katı hal piller için ideal elektrolit malzemeleri olarak işlev görür.

5) Takviye Malzemeleri: SWCNT'ler, katı hal elektrolitlerin mekanik özelliklerini artırabilir, şarj-deşarj işlemleri sırasında pilin yapısal stabilitesini artırabilir ve hacim değişikliklerinin neden olduğu performans bozulmasını azaltabilir.

6) Termal Yönetim: Mükemmel termal iletkenlikleri ile SWCNT'ler termal yönetim malzemeleri olarak kullanılabilir, pil çalışması sırasında etkili ısı dağılmasını kolaylaştırır, aşırı ısınmayı önler ve pil güvenliğini ve ömrünü iyileştirir.

Sonuç olarak, SWCNT'ler çeşitli pil tiplerinde önemli bir rol oynar. Eşsiz özellikleri, gelişmiş iletkenlik, gelişmiş enerji yoğunluğu, gelişmiş yapısal stabilite ve etkili termal yönetim sağlar. Nanoteknolojide daha fazla ilerleme ve araştırmalarla, Pillerde SWCNT'lerin uygulanmasının büyümeye devam etmesi bekleniyor ve bu da daha iyi pil performansına ve enerji depolama özelliklerine yol açıyor.