Kohlenstoff-Nanoröhren (CNT) revolutionieren aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften zahlreiche Branchen. Dazu gehören hohe mechanische Festigkeit, elektrische Leitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit. Sie sind besonders effektiv als Zusatzstoffe in Polymermatrizen, Verbundwerkstoffen und Energiespeichern. CNTs werden auch zunehmend in der Elektronik, in Sensoren und in grünen Technologien eingesetzt.
5 Industrien im Wandel durch CNTs
1. Polymeradditive und Verbundwerkstoffe
CNTs können die Eigenschaften von Polymeren erheblich verbessern. Sie können entweder als eigenständige Additive oder in faserverstärkten Polymerverbundwerkstoffen verwendet werden. Diese Verbesserung umfasst eine bessere interlaminare Festigkeit in Verbundwerkstoffen und eine verbesserte elektrostatische Ableitfähigkeit. Diese Verbesserungen machen CNTs ideal für Anwendungen in Kraftstoffsystemen, elektronischen Verpackungen und Strukturmaterialien. CNTs werden beispielsweise in Sportgeräten, Yachten, Panzerwesten, Luft- und Raumfahrtkomponenten und Automobilteilen eingesetzt. Ihr hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht ist bei diesen Anwendungen von großem Vorteil.
2. Energiespeicherung
Im Bereich der Energiespeicherung, insbesondere in Lithium-Ionen-Batterien, dienen CNTs als leitende Zusatzstoffe, vor allem an der Kathode. Sie spielen eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung der Batterieleistung. Dies trägt zu dem boomenden Markt bei, der durch die Elektrifizierung von Fahrzeugen angetrieben wird. CNTs werden auch für den Einsatz in Batterien der nächsten Generation wie Lithium-Luft- und Lithium-Schwefel-Batterien untersucht. Sie werden auch für Lithium-Metall-Anoden in Betracht gezogen, wo ihre einzigartigen Eigenschaften die Leitfähigkeit und Stabilität verbessern können.
3. Elektronik und Sensoren
CNTs gewinnen in der Elektronik zunehmend an Bedeutung, insbesondere in Speichergeräten, Sensoren und anderen elektronischen Anwendungen. Einwandige Kohlenstoffnanoröhren (SWCNTs) sind aufgrund ihrer einzigartigen elektronischen Eigenschaften besonders vielversprechend. Sie können in diesen Bereichen mit mehrwandigen Kohlenstoff-Nanoröhren (MWCNT) konkurrieren. SWCNTs werden auch für transparente, leitfähige Folien und thermische Grenzflächenmaterialien verwendet.
4. Grüne Technologien
CNTs haben das Potenzial, grüne Technologien zu ermöglichen, mit Anwendungen in Beton, Folien und Elektronik. Ihr Einsatz in diesen Sektoren wird durch Umweltbelange und den Bedarf an nachhaltigen Materialien vorangetrieben. Die wichtigste Anwendung im Bereich der grünen Technologien sind Lithium-Ionen-Batterien. Hier tragen CNT zu den Bemühungen um die Dekarbonisierung bei, indem sie die Effizienz und Leistung von Elektrofahrzeugen verbessern.
5. Wettbewerb und Markttrends
CNT konkurrieren mit anderen leitfähigen Kohlenstoffmaterialien wie z. B. geschnittenen Kohlenstofffasern, Ruß und Graphen. Der Markt für CNTs expandiert, und Prognosen zeigen eine steigende Nachfrage in den nächsten zehn Jahren. Dieses Wachstum wird durch Fortschritte bei den CNT-Produktionstechnologien unterstützt. Es wird auch durch die Entwicklung von Makro-CNT-Produkten wie Folien, Schleiern und Garnen vorangetrieben. Diese Produkte überwinden technische Herausforderungen, um die vorteilhaften Eigenschaften von CNTs in größerem Maßstab zu nutzen.
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