17 년 2022 월 XNUMX 일 (나노 워크 뉴스) 로렌스 리버모어 국립 연구소(LLNL) 과학자들은 수직으로 정렬된 단일 벽을 만들었습니다. 탄소 나노 튜브 에너지 저장 및 전자 산업에 도움이 될 수 있는 금속 호일. 수직 정렬된 탄소 나노튜브(VACNT)는 정렬된 구조 외에도 뛰어난 기계적, 전기적 및 운송 특성을 가지고 있으며, 이는 멤브레인 분리, 열 관리, 섬유 회전, 전자 상호 연결 및 에너지 저장과 같은 응용 분야의 핵심입니다. 현재까지 차세대 기술에 대한 VACNT의 광범위한 통합은 호환 가능하고 경제적이며 대량 생산 기능이 부족하여 방해를 받고 있습니다. 고품질 VACNT는 일반적으로 실리콘(Si) 또는 석영 웨이퍼와 같이 단단하고 값비싸며 전기 절연성인 기판에서 만들어집니다. 과학 문헌에서 금속 호일 옵션을 탐색한 후 LLNL 팀은 Inconel 금속 기판으로 전환하여 VACNT를 유연한 장치에 통합하고 Si에서 다른 기판으로의 전달 단계를 제거하고 CNT와 기판 사이의 인터페이스에서 전기 또는 열 전달 저항을 최소화할 수 있도록 했습니다. , 이는 전자 및 에너지 저장 애플리케이션에 매우 중요합니다. Inconel은 압력과 열에 노출되는 극한 환경에서 사용할 수 있는 내산화 부식 방지 소재인 니켈-크롬 기반 초합금 제품군입니다. "전통적인 Si 기판에서 금속 호일로 고품질 CNT의 성장을 전환하면 다기능 CNT 복합 재료, 나노 다공성 멤브레인 및 전기 화학 장치의 보다 경제적인 대규모 반 연속 및 롤 투 롤 제조의 문이 열립니다."라고 LLNL 과학자 Francesco는 말했습니다. 저널에 게재된 논문의 공동 저자인 Fornasiero 응용 재료 및 인터페이스 ("리튬 이온 배터리 양극으로서 인코넬 호일에서 고품질 SWCNT 숲의 성장 및 성능").
Inconel 금속 호일에서 성장한 수직 정렬 단일벽 탄소 나노튜브(VA-SWCNT)의 확대된 샘플 사진 및 개략도(삽입). 측면 사진은 빨간색, 노란색 및 녹색 LED를 비추는 VA-SWCNT 양극에 기반한 반쪽 전지를 보여줍니다. (이미지: LLNL) 금속 호일에서 고품질 단일벽 CNT(SWCNT)를 합성하는 것은 리튬 이온 배터리(LIB)와 같은 에너지 저장 장치에 특히 유용합니다. 흑연 재료는 일반적인 LIB 양극이지만 그 용량은 빠르게 진화하는 에너지 저장 요구 사항에 미치지 못합니다. "CNT의 높은 표면적과 탁월한 전자 전도성은 고용량, 고속 전기화학 응용 분야의 주요 후보가 됩니다."라고 논문의 주저자인 LLNL 과학자 Kathleen Moyer-Vanderburgh가 말했습니다. "특히, 금속 호일에서 성장한 VA-SWCNT는 SWCNT와 집전체 사이의 강한 접착력, 향상된 전도성 및 빠른 리튬 이온 확산을 위한 정렬된 채널을 통해 바인더가 없는 플랫폼을 제공할 수 있습니다." LLNL 팀은 LIB 양극으로 사용하기 위해 인코넬 금속에 수직으로 정렬된 SWCNT 숲을 키웠습니다. 팀원들은 광범위한 합성 조건과 다중 금속 기판에 대해 CNT 숲의 거의 변하지 않는 구조적 특성을 발견했습니다. 제작된 VA-SWCNT LIB 양극은 높은 주기율에서도 수백 주기 동안 안정적인 주기와 대용량을 보였다. "우리의 결과는 Inconel 금속의 이러한 SWCNT가 고성능 전기 화학 장치를 위한 유망한 재료임을 시사합니다."라고 LLNL 과학자 Jianchao Ye는 말했습니다.
Inconel 금속 호일에서 성장한 수직 정렬 단일벽 탄소 나노튜브(VA-SWCNT)의 확대된 샘플 사진 및 개략도(삽입). 측면 사진은 빨간색, 노란색 및 녹색 LED를 비추는 VA-SWCNT 양극에 기반한 반쪽 전지를 보여줍니다. (이미지: LLNL) 금속 호일에서 고품질 단일벽 CNT(SWCNT)를 합성하는 것은 리튬 이온 배터리(LIB)와 같은 에너지 저장 장치에 특히 유용합니다. 흑연 재료는 일반적인 LIB 양극이지만 그 용량은 빠르게 진화하는 에너지 저장 요구 사항에 미치지 못합니다. "CNT의 높은 표면적과 탁월한 전자 전도성은 고용량, 고속 전기화학 응용 분야의 주요 후보가 됩니다."라고 논문의 주저자인 LLNL 과학자 Kathleen Moyer-Vanderburgh가 말했습니다. "특히, 금속 호일에서 성장한 VA-SWCNT는 SWCNT와 집전체 사이의 강한 접착력, 향상된 전도성 및 빠른 리튬 이온 확산을 위한 정렬된 채널을 통해 바인더가 없는 플랫폼을 제공할 수 있습니다." LLNL 팀은 LIB 양극으로 사용하기 위해 인코넬 금속에 수직으로 정렬된 SWCNT 숲을 키웠습니다. 팀원들은 광범위한 합성 조건과 다중 금속 기판에 대해 CNT 숲의 거의 변하지 않는 구조적 특성을 발견했습니다. 제작된 VA-SWCNT LIB 양극은 높은 주기율에서도 수백 주기 동안 안정적인 주기와 대용량을 보였다. "우리의 결과는 Inconel 금속의 이러한 SWCNT가 고성능 전기 화학 장치를 위한 유망한 재료임을 시사합니다."라고 LLNL 과학자 Jianchao Ye는 말했습니다.
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- 출처: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62045.php
