Kohlenstoff-Nanoröhren (CNT) können in der Tat in Massenproduktion hergestellt werden, doch ist es nach wie vor eine Herausforderung, eine gleichbleibende Qualität und Homogenität in großem Maßstab zu erreichen. Die wichtigste Methode zur Herstellung von CNT in industriellem Maßstab ist die chemische Gasphasenabscheidung (CVD), insbesondere die plasmaunterstützte CVD (PECVD), die wegen ihrer Effizienz und Skalierbarkeit bevorzugt wird.
Produktionstechniken:
Beim CVD-Verfahren werden kohlenstoffhaltige Gase bei hohen Temperaturen zersetzt, in der Regel über einem Katalysator, um CNTs zu bilden. Mit dieser Methode lassen sich die CNT-Eigenschaften wie Durchmesser, Länge und Chiralität durch die Einstellung von Parametern wie Temperatur, Druck, Gasdurchsatz und Art des Katalysators steuern. Die Skalierbarkeit der CVD-Methode wird durch ihren Einsatz in zahlreichen industriellen Anwendungen unter Beweis gestellt, was sich auch in der beträchtlichen Größe des CNT-Marktes widerspiegelt, der im Jahr 2022 auf 38,54 Milliarden Dollar geschätzt wurde und bis 2030 voraussichtlich 105 Milliarden Dollar erreichen wird.Herausforderungen bei der Massenproduktion:
Trotz der Skalierbarkeit des CVD-Verfahrens gibt es bei der Massenproduktion von CNTs noch einige Herausforderungen. Dazu gehören das Erreichen einer einheitlichen Produktqualität auf großen Flächen, die Aufrechterhaltung der Stabilität und Zuverlässigkeit der CNTs sowie die Minimierung der Energie- und Materialkosten. Der industrielle Fokus liegt nicht nur auf der Produktion großer Mengen, sondern auch darauf, dass die CNTs homogen und von gleichbleibender Qualität sind, was für ihren effektiven Einsatz in verschiedenen Anwendungen entscheidend ist.
Industrialisierung und Markterweiterung:
Bei der Industrialisierung der CNT-Produktion geht es darum, die Prozesse so zu optimieren, dass sie energie- und kosteneffizient sind, und gleichzeitig die Engpässe beim Transport und der Handhabung der Nanomaterialien zu beheben. Der expandierende Markt für CNTs, der durch ihre überlegenen mechanischen, elektrischen und thermischen Eigenschaften angetrieben wird, unterstreicht die Notwendigkeit einer kontinuierlichen Verbesserung der Produktionstechniken, um die wachsende Nachfrage in Branchen wie Elektronik, Luft- und Raumfahrt und Automobilbau zu decken.
