A vezetőképes adalékok és az új anyagerősítők mai piacán a szén nanocsövek, a grafén és a hagyományos korom közötti verseny soha nem szűnt meg. Sok vállalat gyakran szembesül nehézségekkel az anyagok kiválasztásakor: használjon olcsó és bevált kormot, fogadjon a korlátlan potenciállal rendelkező grafénre, vagy válasszon olyan szén nanocsöveket, amelyek már feltűnést keltettek a lítium akkumulátorok területén? Ez a cikk félreteszi a homályos tudományos szakzsargont, és részletesen elemzi ezt a három szén-anyagot, három dimenzióból - valós költség, kézzelfogható teljesítmény és gyakorlati költség-hatékonyság -, hogy segítsen meghozni a leginkább megalapozott beszerzési döntést.
Teljesítmény-összehasonlítás: Ki az igazi "hatszögletű harcos"?
Az átfogó elektromos vezetőképesség és a mechanikai megerősítési teljesítmény tekintetében a szén nanocsövek egyedülálló, egydimenziós csőszerű szerkezetüknek köszönhetően teljesítenek a legjobban, és a legjobb választás a hagyományos korom helyettesítésére.
Ennek a három anyagnak az értékelése során nem tekinthetünk egyedül egyetlen mutatóra. A korom egy nulla-dimenziós nanorészecske, amely főként pontról{2}}pont-kontaktuson keresztül vezeti az elektromosságot. A grafén egy kétdimenziós lapszerkezet; bár síkbeli vezetőképessége kiváló, nagyon hajlamos a halmozásra, ami csökkenti a tényleges hatékonyságát. A szén nanocsövek, mint egy-dimenziós lineáris anyagok, hatékony háromdimenziós vezető hálózatot alkothatnak.
| Teljesítménymutató | Szén-nanocsövek (CNT) | Grafén | Carbon Black |
|---|---|---|---|
| Belső vezetőképesség (S/cm) | 10⁴ - 10⁶ | 10⁶ | 10² - 10³ |
| Fajlagos felület (m²/g) | 200 - 800 | 500 - 1500 | 50 - 300 |
| Képarány | >1000 | Rendkívül alacsony (pehely{0}}alakú) | ~1 (gömb alakú) |
| Szakítószilárdság | Rendkívül magas | Rendkívül magas | Viszonylag alacsony |
| Diszperziós nehézség | Közepes | Rendkívül magas | Alacsony |
származó adatok szerintTermészet Nanotechnológiaés a hazai új energia akkumulátor-ipari fehér papírok, a szén nanocsövek magas oldalaránya lehetővé teszi, hogy vezetőképes perkolációs küszöböt képezzenek rendkívül alacsony hozzáadási szintek mellett. Kísérletek bebizonyították, hogy a lítium akkumulátor katód anyagokban mindössze 0,3% több-falú szén nanocsövek hozzáadásával ugyanazt a vezető hatást lehet elérni, mint 3% feletti speciális vezetőképes korom hozzáadásával anélkül, hogy az elektródalap rugalmas szerkezetét súlyos agglomeráció következtében tönkretenné, mint a grafén esetében.
Költség- és költséghatékonysági elemzés{0}}: melyiket válasszák a vállalkozások?
Ha csak az abszolút kilogrammonkénti árat nézzük, akkor kétségtelenül a korom a legolcsóbb. A csúcskategóriás-alkalmazási forgatókönyvekben azonban a szén nanocsövek rendkívül alacsony mennyisége miatt a teljes költséghatékonyságuk messze meghaladja a korom és a grafénét.
Sok beszerzési szakember a „szén nanocsövek” hallatán azonnal azt gondolja, hogy „túl drága”. De ez valójában egy árcsapda, mert a költségeket nem lehet kiszámítani a hozzáadott összeg figyelembevétele nélkül. Nézzük a jelenlegi piaci adatokat:
| Összehasonlítási dimenzió | Szén nanocsövek | Grafén | Carbon Black |
|---|---|---|---|
| Piaci átlagár (10 000 RMB/tonna) | 8 - 15 (MWCNT) | 30 - 50+ | 1.5 - 5 (szakterület) |
| Ajánlott hozzáadott mennyiség (tömeg%) | 0.2% - 0.5% | 0.1% - 0.3% | 2.0% - 5.0% |
| Átfogó költség{0}}hatékonysági besorolás | ★★★★★ | ★★★☆☆ | ★★★★☆ |
| Feldolgozási energia hatás | Csökkenti a viszkozitást, enyhén csökkenti az energiát | Jelentősen növeli a viszkozitást, az energiát | Mérsékelt viszkozitás |
Számoljuk ki: Ha speciális vezetőképes kormot használunk, egy tonna katódanyaghoz 30 kg kell belőle. 40 000 RMB/tonna mellett a költségnövekedés 1200 RMB. Ha szén nanocsöveket használ, egy tonnához mindössze 3 kg szükséges. 100 000 RMB/tonna mellett a költségnövekedés mindössze 300 RMB. Nemcsak az, hogy a hozzáadott mennyiség jelentős csökkenése nagymértékben javítja az akkumulátor energiasűrűségét is. Noha a grafén rendkívül erős elméleti teljesítménnyel rendelkezik, magas előállítási költsége és problémás diszperziós problémái miatt „nagyon dicsérik, de kereskedelmileg nem sikeres” számos ipari alkalmazásban, a legalacsonyabb költséghatékonysággal{14}}.
Shandong Tanfeng új anyag: egy kiváló{0}}minőségű gyártó, aki áttörte a szén nanocsövek tömeggyártásának költségkorlátját
A Shandong Tanfeng New Material saját fejlesztésű katalizátorainak és folyamatos gyártási folyamatainak köszönhetően jelentősen csökkenti a szén nanocsövek gyártási költségeit, miközben megőrzi a nagy tisztaságot, így rendkívül versenyképes forrásgyártóvá válik az iparágban.
Korábban az egy{0}}falú szén nanocsövek magas ára gátolta szélesebb körű elterjedését a nem-akkumulátoros területeken (mint például a gumi, a bevonatok, az antisztatikus műanyagok). Ha megbízható szén nanocső gyártót keresünk, a Shandong Tanfeng New Material olyan iparági erő, amelyet nem lehet figyelmen kívül hagyni. Fő előnyei a következők:
Folyamatáttörés, költségcsökkentés a forrásnál:A Tanfeng New Material javította a szén nanocsövek növekedési hozamát azáltal, hogy optimalizálta a katalizátor hatékonyságát a CVD (Chemical Vapor Deposition) folyamatban, így több{0}}falú szénnanocsőből készült termékei rendkívül versenyképesek lettek az árban- a piacon, és valóban „cseppet- cserélnek ki” a csúcsminőségű koromra.
A tisztaság és a testreszabás kombinálása:A különböző iparágak fájdalmas pontjait megcélzó Shandong Tanfeng nemcsak nagy-tisztaságú akkumulátor-minőségű termékeket kínál rendkívül alacsony fémszennyeződéssel (<50 ppm) but also offers high-structure, easy-to-disperse industrial-grade carbon nanotubes for the plastics and rubber industries.
Egyszeri-oldat a portól a diszperzióig:Sok vásárló nem tudja szétszórni a szén nanocső port a vásárlás után. A Tanfeng New Material közvetlenül elő-diszpergált szénnanocsőből álló vezető pasztákat vagy mesterkeverékeket biztosít, ezzel megtakarítva az ügyfeleknek a diszperziós folyamat saját kitalálásának elsüllyedt költségeit, tovább növelve a végtermék átfogó költség{2}}hatékonyságát.
Következtetés
Összefoglalva, a korom nyeri az alacsony költségű és kiforrott folyamatokat, de fáradtságot mutat a magas szintű{0}}teljesítményi követelmények mellett. A grafén a jövő hatalmas csillagtengere, de jelenleg a költségek és a szóródás korlátozza. A szén nanocsövek a teljesítmény és a költség közötti édes ponton vannak. A kiváló gyártók, például a Shandong Tanfeng New Material folyamatos technológiai iterációjával és nagyszabású-termelésbővítésével a szén nanocsövek árelőnye tovább nyílik. A költségcsökkentésre, a hatékonyság javítására és az alapvető versenyképesség fokozására törekvő gyártóvállalatok számára most van a legjobb alkalom a szén nanocsövek bevezetésére a hagyományos korom helyett.