Kohlenstoff-Nanoröhren (CNT) bieten aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften mehrere Vorteile, die sie für verschiedene Anwendungen sehr wertvoll machen. Zu diesen Vorteilen gehören verbesserte Energiespeicherfähigkeiten, verbesserte mechanische Eigenschaften in Verbundwerkstoffen und Umweltvorteile im Vergleich zu anderen Materialien.
Verbesserte Energiespeicherkapazitäten:
CNT sind als leitfähige Zusätze in Energiespeichern wie Lithium-Ionen-Batterien und Ultrakondensatoren besonders effektiv. Durch ihren Einsatz kann die Energiedichte dieser Geräte erheblich gesteigert werden. Dies liegt daran, dass CNTs nicht nur die Leitfähigkeit verbessern, sondern auch eine mechanische Unterstützung bieten, die den Einsatz dickerer Elektroden und den Betrieb über einen größeren Temperaturbereich ermöglicht. Diese mechanische Verankerung ermöglicht den Einsatz von Materialien mit höherer Kapazität, wodurch die Gesamtleistung des Energiespeichersystems verbessert wird.Verbesserte mechanische Eigenschaften von Verbundwerkstoffen:
In Polymeradditiven und faserverstärkten Polymerverbundwerkstoffen verbessern CNT die interlaminare Festigkeit und die elektrostatische Ableitfähigkeit. Dies macht sie zu einem wichtigen Bestandteil von Anwendungen, die von Kraftstoffsystemen bis zu elektronischen Verpackungen reichen. Die mechanische Festigkeit von CNTs ist um ein Vielfaches höher als die von Stahl oder anderen Industriefasern, was sie ideal für die Verstärkung von Verbundwerkstoffen macht, die in Strukturmaterialien, Sportgeräten, Luft- und Raumfahrtkomponenten und Automobilteilen verwendet werden.
Vorteile für die Umwelt:
Im Vergleich zu Alternativen wie Ruß und Graphen haben CNTs geringere CO2-Emissionen pro Kilogramm und erfordern eine geringere Belastung in Verbundwerkstoffen. Eine Studie von Michelin hat gezeigt, dass Reifen, die mit Kohlenstoff-Nanoröhren verstärkt sind, weniger Nanopartikel freisetzen als solche, die andere Nanokohlenstoffe verwenden. Darüber hinaus sind die Produktionsmethoden für Graphen, insbesondere der "Top-Down"-Ansatz, weniger energieeffizient und erfordern einen hohen Wasserverbrauch und scharfe Chemikalien. Im Gegensatz dazu bieten CNTs eine umweltfreundlichere Option.
Vielseitigkeit in den Anwendungen:
