La differenza nel processo di produzione di nanotubi di carbonio influisce direttamente sugli scenari dell'applicazione e sul posizionamento del mercato del prodotto .
I . Confronto degli indicatori principali dei processi tradizionali
I quattro processi principali hanno focus diversi sugli indicatori chiave:
Capacità e costo:Il metodo di cracking catalitico si classifica per primo con una capacità di unità singola di 500 tonnellate/anno e il costo per tonnellata è 150, 000 yuan, che è la prima scelta per la produzione di massa; Il metodo CVD ha una capacità annuale di 100 tonnellate per unità, adatta per la produzione di media scala; Il metodo di scarico dell'arco e il metodo di evaporazione laser hanno una bassa capacità e un costo elevato e sono principalmente utilizzati per piccoli lotti di prodotti di fascia alta .
Purezza e consumo di energia:Il metodo di scarico dell'arco ha una purezza di 99 . 9% dopo la purificazione, ma il consumo di energia supera 100, 000 gradi/ton; Il metodo di cracking catalitico ha una purezza dell'85%-95%e il consumo di energia è entro 20, 000 gradi/ton, con prestazioni di costo in sospeso; Il metodo di evaporazione laser ha una purezza del 60%-80%, che richiede un'ulteriore elaborazione.
Controllo strutturale: il metodo CVD può controllare accuratamente il diametro del tubo (5-50 nm) e la disposizione; Il metodo di cracking catalitico ha un'ampia distribuzione di diametri del tubo (20-100 nm), ma può soddisfare le esigenze tramite lo screening .
II . Selezione del processo per scenari di applicazione
Campi diversi hanno una logica chiara per la selezione dei processi:
Sfida conduttiva per batterie al litio:Il 90% utilizza nanotubi di carbonio multi-parete prodotti dal cracking catalitico, che sono a basso costo e possono formare una rete conduttiva efficiente .
Dispositivi elettronici di fascia alta:I nanotubi di carbonio a parete singola prodotti per evaporazione laser e scarico ad arco sono usati nei transistor dell'effetto campo, display flessibili, ecc. . a causa della loro alta conducibilità .
Materiali compositi: Prodotti con un proporzione di più di 1000 con il metodo CVD sono utilizzati nell'aerospaziale; I prodotti tritati con il metodo di cracking catalitico sono usati in campi civili come le gomme automobilistiche a causa dei loro vantaggi in termini di costi .
III . Direzione dell'innovazione e dello sviluppo del processo
L'industria sta sfondando i colli di bottiglia attraverso l'innovazione:
Catalyst Innovation:I catalizzatori bimetallici Iron-Molybdenum riducono le temperature di reazione, il consumo di energia e i difetti .
Purificazione a bassa energia:La tecnologia di estrazione di co₂ supercritica riduce il consumo di acido e alcali ed è gradualmente industrializzata .
Doping in situ:I nanotubi di carbonio drogati vengono generati direttamente nella reazione CVD e la conduttività è aumentata di 2 volte .
In futuro, poiché i processi a basso costo e di alta purezza maturi, i nanotubi di carbonio saranno più ampiamente utilizzati in nuove energie, manifatturiero di fascia alta e altri campi .