【原创资讯】随着功能性提升和成本下降,碳纳米管应用领域越来越广泛
碳纳米管(CNT)近年来因其重量轻、高强度、高电导率和热导率而越来越受欢迎,尤其是通过在各种材料中添加少量添加单壁CNT(SWCNT),便可以提高各种材料和设备的性能。虽然成本是个问题,但如今其成本已经下降,并为未来带来了更多可能。
2018年,SWCNT的全球市场规模为12.2吨。预计到2023年,市场规模将增长到50吨左右。由于SWCNT添加量较少,因此可以在不损害基材特性的情况下使用它们。这也引起了对各种应用领域的兴趣,如导电涂层,以及作为炭黑的替代品等。
SWCNT也受到了复合材料领域的广泛关注,如日本U-Pica Co. Ltd公司已成功将SWCNT添加到碳纤维增强塑料(CFRP)中,从而提高了复合材料的层间剪切强度。
在能源领域,风险公司Spacelink Co. Ltd.正在将SWCNTs用作电容器的活性材料,从而使其能够将高能量存储能力与长寿命结合在一起。这种材料产生导电网络的能力也正在朝着将SWCNTs用作锂离子电池(LiB)阴极或硅阳极添加剂的目标进行。
通过使用所谓的超增长(SG)方法,Zeon Corp.成为世界上第一家实现SWCNT大规模生产的公司,现在每年规模为几吨。通过SG方法生产的SWCNT的长度、纯度和比表面积非常出色,Zeon CNT实验室经理Mitsugu Uejima特别指出,这种长度和比表面积在将材料用作弹性体时非常有用。
Zeon现在正在针对SWCNT的许多应用进行开发,其中包括用于将热量有效地传递到散热材料的热界面材料、用于氢站的高度耐用的O形圈以及与5G技术一起使用的噪声抑制片。
卢森堡的OCSiAl使用了一种称为浮动催化剂的方法来生产其SWCNT。虽然就纯度和长度而言落后于SG方法,但利用该方法可以更容易的大量生产材料。
OCSiAl的年产能目前为50吨,随着新工厂的启动,今年的产能将提高到300吨。去年11月在东京举行的国际SWCNT峰会上,该公司制定了最终目标,即建立3000吨的生产系统。
同时,Meijo大学的一家合资企业Meijo Nano Carbon Co. Ltd.正在通过增强的直接注入热解合成(eDIPS)方法以及电弧放电来合成SWCNT。Zeon的上岛在这里评论说,通过SG方法生产的CNT与Meijo Nano Carbon生产的具有互补的特性。正如这一点所表明的,与其说不同的碳纳米管公司之间相互竞争,不如说这一领域的参与者将碳纳米管作为下一代材料来追求差异化,更会有利于彼此的发展。