Kohlenstoff-Nanoröhrchen (CNT) haben eine breite Palette von Anwendungen in verschiedenen Branchen, vor allem aufgrund ihrer außergewöhnlichen mechanischen, thermischen und elektrischen Eigenschaften.
7 Hauptverwendungen erklärt
1. Lithium-Ionen-Batterien
CNTs sind entscheidend für die Entwicklung von Lithium-Ionen-Batterien.
Diese Batterien sind für die Elektrifizierung von Fahrzeugen und den allgemeinen Übergang zur Dekarbonisierung unerlässlich.
Sie dienen als leitende Zusätze in der Leitpaste der Kathode und verbessern die Leistung der Batterie.
CNTs, insbesondere einwandige Kohlenstoffnanoröhren (SWCNTs), werden auch für den Einsatz in Batterien der nächsten Generation wie Lithium-Luft- und Lithium-Schwefel-Batterien sowie in Lithium-Metall-Anoden erforscht.
Diese Anwendung ist ein Vorzeigemarkt für CNTs in der grünen Technologie und spiegelt die wachsende Nachfrage nach effizienten und nachhaltigen Energiespeicherlösungen wider.
2. Verbundwerkstoffe
CNTs werden in großem Umfang in Verbundwerkstoffen eingesetzt.
Dazu gehören leitfähige Polymere, faserverstärkte Polymerverbundwerkstoffe, Beton und Asphalt, Metallverbundwerkstoffe und Reifen.
Diese Materialien profitieren von der hohen mechanischen Festigkeit und Leitfähigkeit der CNTs, was sie haltbarer und effizienter macht.
So können mit CNT verstärkter Beton und Asphalt die strukturelle Integrität und Langlebigkeit von Infrastrukturen verbessern.
CNT-verstärkte Reifen können bessere Leistungs- und Sicherheitseigenschaften bieten.
3. Transparente, leitfähige Folien
CNT werden für die Herstellung transparenter leitfähiger Folien verwendet.
Diese Folien sind wesentliche Bestandteile verschiedener elektronischer Geräte wie Touchscreens, Solarzellen und organische Leuchtdioden (OLEDs).
Die Einbindung von CNTs in diese Folien erhöht deren Leitfähigkeit bei gleichzeitiger Beibehaltung der Transparenz, was für die Funktionalität und Effizienz dieser Geräte entscheidend ist.
4. Thermische Grenzflächenmaterialien
In der Elektronikindustrie werden CNTs in Materialien für thermische Schnittstellen eingesetzt, um die Wärmeableitung in elektronischen Bauteilen zu verbessern.
Diese Anwendung ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der Leistung und Lebensdauer elektronischer Geräte, insbesondere bei Hochleistungsanwendungen, bei denen das Wärmemanagement eine große Herausforderung darstellt.
5. Sensoren
CNT werden auch in der Sensortechnik eingesetzt, wobei ihre Empfindlichkeit gegenüber Veränderungen in ihrer Umgebung genutzt wird.
Diese Sensoren können eine Vielzahl von Substanzen und Bedingungen erkennen, was sie für zahlreiche Anwendungen von der Umweltüberwachung bis zur medizinischen Diagnostik wertvoll macht.
6. Markt und Technologie
Der Weltmarkt für Kohlenstoff-Nanoröhren ist groß und wächst.
Schätzungen zufolge wird er bis 2030 einen Wert von rund 105 Milliarden US-Dollar haben.
Die Technologie, die der Herstellung und Integration von CNT zugrunde liegt, entwickelt sich ständig weiter, mit Fortschritten bei Methoden wie der plasmaunterstützten chemischen Gasphasenabscheidung (PECVD) und Verbesserungen bei der Nachbearbeitung und Dispersion von CNT.
Diese Entwicklungen sind entscheidend für die Ausschöpfung des vollen Potenzials von CNT und die Ausweitung ihrer Anwendungen in verschiedenen Branchen.
7. Umweltfreundliche Technologien
Das Potenzial für CNTs in grünen Technologien ist beträchtlich.
Dies gilt insbesondere für Sektoren, die von Nachhaltigkeit und Dekarbonisierung geprägt sind.
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