탄소 Nanotubes - 신기술에서 연구원 생성 Supercapacitors

조오지아 기술 연구소에 연구원은 (GTRI) 상용 응용을 위한 탄소에 의하여 nanotube 기지를 둔 장치를 일으키고 있습니다.

탄소 nanotubes는 (CNTs) 이음새가 없는 실린더 - 흑연의 일종 "치킨 와이어" 격자를 형성하기 위하여 구른 탄소 원자의 6각형 통신망 입니다. "이 물자 거창한 전기가 있습니다, 열과 구조상 속성, 그러나, CNTs를 이용하는 몇몇 제품은 광고 시장에 나왔습니다,"에는, GTRI의 전기판 광학에 있는 연구 엔지니어 준비되어 있는, Jud 환경 및 물자 실험실을 말합니다.

준비되어 있는 CNT 기지를 둔 전기화학 두 배 층 축전기, 미군 공간에 의해 후원된 계획사업 및 미사일 방어 커맨드를 개발하고 있습니다. 그 같은 supercapacitors는 전기 에너지를 저장하는 축전기 및 전통적인 건전지 보다는 추가 힘, 증가시킨 에너지 밀도 (무게의 그램 당 추가 책임) 및 장기 사용을 제공할 것이고.

준비되어 있는 supercapacitors는 2로 CNT 기지를 두었습니다 전해질에서 가라앉히고 전자 이동을 방지하는 이온 침투성 막으로 분리된 액티브한 전극을 만듭니다. "그들의 nanoscale 차원이 책임 저장을 추가 표면을 제공하기 때문에 CNTs 준비되어 있는 액티브한 전극 물자로,"는 사용하기 이상적 말합니다입니다. 그 여분 표면은 급격하게 용량 - 저장될 수 있는 힘 양을 증가합니다.

준비되어 있던 계획사업에 일을, Stephan Turano, 재료 과학 대학원 학생, 및 찰리 Higgins 조오지아 기술에에 의해 원조해 의 조오지아 주립 대학에서 컴퓨터 과학 소령 지난 봄에 시작했습니다. 팀에 의하여 이미 전기 시험을 위해 사용된 다스 CNT supercapacitors가 생성했습니다.

그 시험 도움에서 의견은 제조공정을 향상합니다. 예를 들면, 연구원은 압력이 테스트 도중 전극에 가할 때, supercapacitor는 잘 능력을 발휘한다는 것을 배웠습니다. 이를 고려해 볼때, 준비되어 있는 압력을 증가하기 위하여 생산 도중 2개의 전극 격판덮개 사이에서 죄거나 도망을 통합하는 것을 시도하고 있습니다.

우주 기반 응용을 위해 특히 중요한 다음 단계는 CNT supercapacitors가 다른 환경의 밑에 어떻게 떠받치는지 보는 신뢰도 테스트 입니다. 장치는 극단적인 온도 및 습도에 그(것)들을 드러내는 노후화 프로세스를 가속하는 약실에서 둡니다. "우리는 20 년간 그(것)들이 있는 대신에 주변에 앉습니다 20 년의 대략 1,000 시간에 있는 생활을 시뮬레이트해서 좋습니다 말합니다," 준비되어 있는.

초기에, 미항공 우주국의 존슨 우주 센터에서 장악한 CNTs를 준비하십시오. 그러나 기계 새로운 대로, 화학 수증기 공술서 로는 지금, 연구원 사이트에 CNTs를 생성할 수 있습니다. "이것은 저희를 - 비교하기 위하여 다른 제조 기술 - 화학 수증기 공술서 대 HiPCO (고압 일산화탄소) 프로세스 시도하는 가능하게 하고 2개의 방법을 대조하기 위하여 말합니다," 준비되어 있는.

미항공 우주국에게서 CNTs는 연구원이 풀로 섞고 2개의 전극 사이에서 그 후에 적용하는 병 들어옵니다. "풀과 전극 사이 접촉 중요합니다,"는 준비되어 있는 설명합니다. "화학 수증기 공술서 로를 사용해서, 우리는 더 나은 연결을." 제공할 구리 포일 전극에 실제로 CNTs를 제자리의 증가해서 좋습니다,

CNTs를 생성하기 위하여는, 가스는 구리 포일 실리콘 박편과 같은 밀봉된 석영 관 (18 인치 x 대략 2 인치), 기질을 포함하는으로 공급됩니다. 촉매는 기질에 탄소를 붙이는 것을 도울 것을 요구되고, 준비되어 있는 니켈의 nano 치수가 재진 섬을 이용하고 있습니다. 로는 대략 900 섭씨 온도에 가열되고, CNTs는 거기에서 각자 소집합니다, 말합니다 준비되어 있는. 열기에 로 문을 닫기에서 전과정은, 그 시간의 대략 3 시간이 소요됩니다, 그러나 매우 CNTs 양식으로 대략 30 분에 있는 냉각 관련시킵니다.

양자택일 제조 기술 제공외에, 새로운 로는 연구원을 CNTs를 통제된 방식으로 생성하는 가능하게 합니다: 그(것)들은 CNTs를 형성하기 위하여 이용된 가스 (수소, 메탄 및 에틸렌)의 온도 그리고 흐름율을 바꿔서 좋습니다. 이 요인을 변화하는 것은 양에 둘 다 영향을 미치고 CNTs의 질은 생성했습니다.

큰 도전의 한개는 (흑연이 위로 구르는지 어떻게) 그들의 전기 속성이 길이, 직경 및 chirality에 따라서 변화하기 때문에, CNTs의 물리적 차원을 통제하고 있습니다. 통제 chirality는 훨씬 준비되어 있는 외침 CNT 생산의 "성배(holy Grail)" 곤란한 과제입니다.

그 외에는 금속 속성이 있는 그러나, 반 수행 속성을 가진 CNTs가 몇몇 카이랄 배열에 의하여 열매를 산출합니다. "Chirality를 통제할 수 있던 경우에," 준비되어 있는 설명해, 그의 팀이 100% 금속 속성을 가진 CNTs를 생성하고 싶다는 것을 주의하 CNT의 "취향을" 통제할 수 있어.

전자에 준비되어 있는 초점은 응용, 편평하 위원회 전시, 전기장 발전기, 태양 전지 및 손실 보다 적게 모터 감기를 포함하여 다양한 용도를 위한 CNTs 파악 잠재력을, 강화합니다.

그러나 일관된 제조 방법은 실사회 장치로 CNT 물자 소개에 키입니다. "특별하은 기능에 1 CNT 기지를 둔 supercapacitor를 생성하는 것은 1 것입니다 말합니다," 준비되어 있는. "그러나 믿을 수 있 사용할 수 있 실행 가능하기 위하여 동일하게 그리고 충분히 능력을 발휘하는 supercapacitors의 수백 또는 수천을 생성하는 것은입니다 확실히 또 다른 것 - 및 우리의 궁극적인 목표."

이를 고려해 볼때, 준비되어 있는 테스트와 생산을 보조할 수 있던 큰 제조자를 가진 공동체정신을 설치하는 것을 시도하고, 그리고 최근에 Maxwell Technologies Inc., supercapacitors의 샌디에고에 기반을 두는 제조자를 가진 계약을. "맥스웰 기술 같이 외부 기업 파트너와 일은 저희가 실험실에서 CNTs를 빼낼 것을 돕고 실제로 이용될 수 있는 제품으로," 그는 설명합니다.

"우리의 전략 제품화 돌파구 기술에 집중된 강한 윈윈 관계를 만들기 위한 것입니다,"는 리처드 스미스를 맥스웰 기술에 부사장 말합니다. "ultracapacitors에 있는 CNTs를 위한 잠재력 수십억 달러 사업이고, GTRI와 같은 고급 단과 팀을 만들 위하여 활발합니다."는

2004년 4월th 13일 배치하는

근원 연구 수평선 탄창

Date Added: May 11, 2004 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 12. June 2013 20:43

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