I nanotubi di carbonio (CNT) sono materiali affascinanti con un'ampia gamma di applicazioni.
Vengono fabbricati con diversi metodi, ognuno con i propri vantaggi e le proprie sfide.
Esploriamo le quattro tecniche principali utilizzate per produrre i CNT.
4 tecniche principali spiegate
1. Deposizione chimica da vapore (CVD)
La CVD è il metodo più diffuso per produrre CNT a livello commerciale.
Comporta la decomposizione di gas idrocarburi su un catalizzatore metallico ad alte temperature.
Questo processo porta alla formazione di nanotubi di carbonio.
La CVD può essere ulteriormente modificata, ad esempio utilizzando il monossido di carbonio come materia prima, per migliorare l'efficienza e controllare le proprietà dei CNT.
2. Ablazione laser e scarica ad arco
Si tratta di metodi tradizionali in cui un bersaglio di grafite viene ablato con un laser o sottoposto a un arco elettrico.
Questi metodi sono meno diffusi in ambito commerciale a causa dell'elevato consumo energetico e della minore resa rispetto alla CVD.
3. Metodi emergenti che utilizzano materie prime verdi o di scarto
I metodi più recenti si concentrano sulla sostenibilità.
Si stanno esplorando tecniche come l'elettrolisi dell'anidride carbonica in sali fusi e la pirolisi del metano.
L'elettrolisi del biossido di carbonio prevede la cattura della CO2 e la sua conversione in CNT.
La pirolisi del metano decompone direttamente il metano in idrogeno e carbonio solido, che può includere le CNT.
Questo metodo viene esplorato da aziende come CarbonMeta Technologies e Huntsman come metodo per sequestrare le emissioni di carbonio.
4. Parametri di processo e controllo di qualità
Il successo della sintesi dei CNT, in particolare nella CVD, dipende da vari parametri.
Tra questi, la temperatura, la pressione, la portata del gas e la natura del catalizzatore.
La ricerca accademica ha studiato a fondo questi parametri per ottimizzare le condizioni di crescita e migliorare la qualità dei CNT.
Questa ricerca aiuta a sviluppare approcci generici per la sintesi dei CNT, con l'obiettivo di ottenere efficienza energetica e materiale.
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