La diferencia en el proceso de producción de nanotubos de carbono afecta directamente los escenarios de aplicación y el posicionamiento del mercado del producto .
I . Comparación de los indicadores centrales de los procesos convencionales
Los cuatro procesos principales tienen diferentes enfoques en indicadores clave:
Capacidad y costo:El método de agrietamiento catalítico se ubica primero con una sola capacidad de 500 toneladas/año, y el costo por tonelada es 150, 000 yuan, que es la primera opción para la producción en masa; El método CVD tiene una capacidad anual de 100 toneladas por unidad, que es adecuada para la producción de mediana escala; El método de descarga de ARC y el método de evaporación láser tienen baja capacidad y alto costo, y se utilizan principalmente para pequeños lotes de productos de alta gama .
Pureza y consumo de energía:El método de descarga de ARC tiene una pureza de 99 . 9% después de la purificación, pero el consumo de energía excede los 100, 000 grados/ton; El método de agrietamiento catalítico tiene una pureza de 85%-95%, y el consumo de energía está dentro de 20, 000 grados/toneladas, con un rendimiento de costo sobresaliente; El método de evaporación láser tiene una pureza del 60%-80%, lo que requiere un procesamiento adicional.
Control estructural: el método CVD puede controlar con precisión el diámetro del tubo (5-50 nm) y la disposición; El método de agrietamiento catalítico tiene una amplia distribución de los diámetros del tubo (20-100 nm), pero puede satisfacer las necesidades a través del examen .
II . Selección de proceso para escenarios de aplicación
Los diferentes campos tienen una lógica clara para la selección de procesos:
Laja conductora para baterías de litio:El 90% utiliza nanotubos de carbono de paredes múltiples producidas por agrietamiento catalítico, que son de bajo costo y pueden formar una red conductora eficiente .
Dispositivos electrónicos de alta gama:Los nanotubos de carbono de pared simple producidos por la evaporación láser y la descarga de ARC se utilizan en transistores de efecto de campo, pantallas flexibles, etc. . debido a su alta conductividad .
Materiales compuestos: Los productos con una relación de aspecto de más de 1000 por el método CVD se utilizan en aeroespacial; Los productos picados por el método de agrietamiento catalítico se utilizan en campos civiles, como neumáticos de automóviles debido a sus ventajas de costos .
III . Innovación de procesos y dirección de desarrollo
La industria está rompiendo cuellos de botella a través de la innovación:
Innovación de Catalyst:Los catalizadores bimetálicos de hierro-molibdeno reducen las temperaturas de reacción, el consumo de energía y los defectos .
Purificación de baja energía:La tecnología de extracción supercrítica de CO₂ reduce el consumo ácido y álcali y se está industrializando gradualmente .
Doping in situ:Los nanotubos de carbono dopados se generan directamente en la reacción de CVD, y la conductividad aumenta 2 veces .
En el futuro, a medida que los procesos de bajo costo y de alta pureza maduren, los nanotubos de carbono se utilizarán más ampliamente en la nueva energía, fabricación de alta gama y otros campos .