Продукция Supercapacitors Исследователей от Углерода Nanotubes - Новой Технологии

Исследователя на Научно-исследовательском Институте Техника Грузии (GTRI) производят приборы nanotube-основанные углеродом для коммерческих применений.

Nanotubes Углерода (CNTs) шестиугольная сеть атомов углерода свернутых для того чтобы сформировать безшовный цилиндр - вид решетки «мелкоячеистой сетки» графита. «Этот материал имеет большущее электрическое, термальные и структурные свойства, однако, немногие продукты используя CNTs ударяли коммерчески рынок,» говорит Jud Готовое, инженер исследования в Electro-Оптике GTRI, Окружающую Среду и Лабораторию Материалов.

Готово начинает CNT-основанный электрохимический конденсатор двойн-слоя, проект спонсированный Космосом Армии США и Команду Обороны Ракеты. Такие supercapacitors обеспечили бы больше силы, увеличенной плотность энергии (больше обязанности в грамм веса) и более длинней жизни чем традиционные батареи и конденсаторы которые хранят электрическая энергия.

Готовые supercapacitors сделаны 2 CNT-основанных разрядных электродов пылеуловителя погруженных в электролите и отделенных ион-проницаемой мембраной которая предотвращает обмен электрона. «CNTs идеально для использования как материал разрядного электрода пылеуловителя потому что их размеры nanoscale обеспечивают больше поверхностной области для хранить обязанность,» Готовый говорит. Та экстренная поверхностная область в геометрической прогрессии увеличивает емкость - количество силы которое можно хранить.

Готово начал работу на проекте последняя весна, помогать Stephan Turano, аспирантом науки материалов на Технике Грузии, и Чарли Higgins, майором компьутерных наук от Государственного Университета Грузии. Команда уже производила множества supercapacitors CNT, которые были использованы для электрических испытаний.

Обратная Связь от той помощи испытаний улучшает процесс производства. Например, исследователя учили что когда давление прикладной к электродам во время испытания, supercapacitor выполняет более лучше. С тем в разуме, Готовом пробует включать зажимать или скреплять болтами между 2 плитами электрода во время продукции для того чтобы увеличить давление.

Следующий шаг испытание надежности для того чтобы увидеть как supercapacitors CNT задерживают под различными окружающими средами, который специально важен для космос-основанных применений. Приборы помещены в камере которая подвергает действию они к экстремальной температуре и влажности, ускоряя ход процесса старения. «Мы можем сымитировать 20 лет жизни в около 1.000 часах вместо иметь их сидим вокруг на 20 лет,» Готово говорит.

Первоначально, Подготавливайте полученное CNTs от Космического Центра Джонсона NASA. Но с новым механизмом, печь низложения химического пара, исследователя может теперь произвести CNTs на месте. «Это позволит мы попробовать различную технологию производства - низложение химического пара против процесса HiPCO (высокой окиси углерода давления) - и сравнить и сравнить 2 метода,» Готово говорит.

CNTs от NASA приходит в бутылку, которую исследователя смешивают в затир и после этого прикладывают между 2 электродами. «Контакт между затиром и электродами важен,» Готово объясняет. «Путем использование печи низложения химического пара, мы можем фактически вырасти CNTs в situ на медных электродах фольги, которые предусмотрят более лучшее соединение.»

Для того чтобы произвести CNTs, газы поданы в загерметизированную пробку кварца (около 2 дюйма 18 дюймами), который содержит субстрат, как медные вафли фольги или кремния. Необходим, что помогает катализатор прикрепить углерод к субстрату, и Готово использует nano-определенные размер острова никеля. Печь нагрета до около 900 градус цельсий, и CNTs собственн-собирает от там, Готово говорит. Весь процесс, от закрывать дверь печи к раскрывать его, принимает около 3 часа, но очень того времени включает охладить как форма CNTs в около 30 минуты.

Кроме обеспечивать альтернативную технологию производства, новая печь позволяет исследователя произвести CNTs в контролируемом образе: Они могут изменить температуру и скорости течения газов (водопода, метана и этилена) используемых для того чтобы сформировать CNTs. Менять эти факторы повлияет на и количество и качество CNTs произвело.

Одна из самых больших возможностей контролирует физические размеры CNTs, по мере того как их электрические свойства меняют в зависимости от длины, диаметра и chirality (как графит свертывает вверх). Контролируя chirality значительно большинств грандиозной задачей, которая Готовые звоноки «Святейший Grail» продукции CNT.

Некоторые хиральные расположения производят CNTs с semi-дирижируя свойствами, пока другие имеют металлические свойства. «Если вы смогли контролировать chirality, то вы смогли контролировать «флейвор» CNT,» Готово объясняете, замечающ что его команда хочет произвести CNTs с свойствами 100 процентов металлическими.

Хотя Готовые фокусы на электронном и приводят применения в действие, потенциал владением CNTs для большого разнообразия польз, включая плоские экраны, генераторы электрического поля, фотоэлементы и замотки мотора потери-менее.

Но последовательный производственный прочесс ключ к вводить CNT-материалы в реальные приборы. «Производить одно CNT-основанное supercapacitor с исключительнейшими возможностями одна вещь,» Готово говорит. «Но производить сотниы или тысячи supercapacitors которые выполняют идентично и надежно достаточно быть рабоче жизнеспособны довольно другая вещь - и наша конечная цель.»

С тем в разуме, Готовом пробует установить партнерства с крупными изготовителями которые смогли помочь в испытании и продукции, и недавно подписал согласование с Максвеллом Технологиями Inc., изготовлением Diego-Основанным Сан supercapacitors. «Работа с внешними соучастниками индустрии как Технологии Максвелла поможет нам получить CNTs из лаборатории и в продукты которые можно фактически использовать,» он объясняет.

«Наша стратегия создать сильные беспроигрышные отношения сфокусированные на commercializing технологиях прорыва,» говорит Ричард Смита, исполнительный вице-президент на Технологиях Максвелла. «Потенциал для CNTs в ultracapacitors многомиллиардное дело доллара, и он exciting для того чтобы объениняться в команду с такой престижный группой как GTRI.»

Вывешенный 13-ое апреля 2004th

Кассета Горизонтов Исследования Источника

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

Last Update: 12. June 2013 20:51

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this article?

Leave your feedback
Submit