Kohlenstoff-Nanoröhren (CNT) sind faszinierende Materialien mit einem breiten Spektrum an Anwendungen. Sie können mit verschiedenen Methoden hergestellt werden, die jeweils ihre eigenen Vorteile und Einschränkungen haben.
4 Schlüsseltechniken für die Herstellung von CNTs
1. Chemische Gasphasenabscheidung (CVD)
Die chemische Gasphasenabscheidung (Chemical Vapor Deposition, CVD) ist die am weitesten verbreitete Methode für kommerzielle Anwendungen.
Bei diesem Verfahren werden Kohlenwasserstoffgase bei hohen Temperaturen an einem Metallkatalysator zersetzt.
Dies führt zum Wachstum von CNTs.
CVD ist hochgradig skalierbar und kontrollierbar, was es ideal für die kommerzielle Produktion macht.
2. Laserablation
Bei der Laserablation wird ein Kohlenstofftarget, das in der Regel einen Metallkatalysator enthält, in einer Hochtemperaturkammer mit einem Laser verdampft.
Der Dampf kondensiert und bildet CNTs.
Aufgrund des hohen Energieverbrauchs und der geringeren Ausbeute ist diese Technik im kommerziellen Bereich weniger verbreitet.
3. Bogenentladung
Bei der Lichtbogenentladung wird ein Gleichstrom durch zwei Graphitelektroden in einer mit Inertgas gefüllten Kammer geleitet.
Durch die starke Hitze des Lichtbogens verdampft die Anode, und aus dem Dampf bilden sich CNTs.
Diese Methode ist für die Herstellung hochwertiger CNTs bekannt, lässt sich aber weniger gut kontrollieren und skalieren.
4. Neue Methoden, die grüne oder Abfallrohstoffe verwenden
Zu diesen Methoden gehören Verfahren wie die Elektrolyse von Kohlendioxid in geschmolzenen Salzen und die Methanpyrolyse.
Sie zielen darauf ab, Abgase oder erneuerbare Ressourcen für die Herstellung von CNTs zu nutzen.
Diese Verfahren können potenziell die Umweltbelastung verringern.
Allerdings ist die Qualität der mit diesen Methoden hergestellten CNTs häufig geringer als die der mit herkömmlichen Methoden hergestellten.
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