Aplicação de nanotubos de carbono ultrafino em materiais energéticos
Materiais de armazenamento de hidrogênio: calculado com base em um carro de 5 lugares dirigindo 500 quilômetros, 3,1 kg de hidrogênio são necessários. Calculado com base no volume normal do tanque, a densidade de armazenamento do hidrogênio deve ser de 6,5%. Os materiais atuais de armazenamento de hidrogênio não podem atender a esse requisito. Os nanotubos de carbono se tornaram o material de armazenamento de hidrogênio mais promissor devido à sua estrutura de tubulação e as lacunas semelhantes a grafite entre os tubos de carbono de paredes múltiplas. Estudiosos estrangeiros provaram que à temperatura ambiente e uma pressão de menos de 1 bar, os tubos de carbono de parede única podem absorver 5%-10% do hidrogênio.
Com base em cálculos teóricos e verificações repetidas recentes, geralmente acredita-se que o armazenamento/liberação reversível de nanotubos de carbono é de cerca de 5%. Mesmo 5%, é o melhor material de armazenamento de hidrogênio até hoje.
Baterias de iões de lítio: baterias de iões de lítio estão se desenvolvendo em direção a alta densidade de energia, e eventualmente será equipado com veículos elétricos e verdadeiramente se tornará uma fonte de energia verde e sustentável para geração de energia não fóssil para aplicações industriais. Portanto, os materiais são obrigados a ter alta capacidade reversível.
O espaçamento entre camadas dos nanotubos de carbono é ligeiramente maior do que o do grafite, e a capacidade de carga e descarga é maior do que a do grafite. Além disso, a estrutura cilíndrica dos nanotubos de carbono não entrará em colapso após vários ciclos de carga-descarga e tem boa ciclicidade. Metais alcalinos, como íons de lítio e nanotubos de carbono, têm fortes interações. A primeira capacidade de descarga de baterias de lítio feitas de nanotubos de carbono como materiais de eletrodo negativo é tão alta quanto 1600 mAh/g, e a capacidade reversível é de 700 mAh/g, que é muito maior do que a capacidade reversível teórica do grafite 372 mAh/g.
Os nanotubos de carbono têm excelentes propriedades mecânicas e uma grande proporção devido à sua estrutura perfeita, Tornando-os a melhor forma de preparar materiais compósitos super-fortes. Compósitos de fibra de carbono de nível mícron de alta resistência têm sido amplamente utilizados na prática. Se quisermos fazer novos avanços na força, devemos reduzir ainda mais o diâmetro das fibras de carbono e aumentar a proporção.