I nanotubi di carbonio (CNT) possono essere prodotti con diversi metodi, tra cui la deposizione di vapore chimico (CVD) è il più diffuso a livello commerciale. Altri metodi includono l'ablazione laser, la scarica ad arco e le tecnologie verdi emergenti come l'elettrolisi dell'anidride carbonica in sali fusi e la pirolisi del metano. Ogni metodo presenta vantaggi e sfide uniche in termini di efficienza, costi e impatto ambientale.
Deposizione chimica da vapore (CVD):
La CVD è il metodo più diffuso per produrre nanotubi di carbonio a livello commerciale. Questo processo prevede la decomposizione di gas idrocarburi su un catalizzatore metallico ad alte temperature. Il catalizzatore metallico, in genere ferro, cobalto o nichel, viene depositato su un substrato. Quando il gas di idrocarburi scorre sul catalizzatore, si decompone e gli atomi di carbonio si depositano sul catalizzatore, trasformandosi in nanotubi. La CVD consente un buon controllo della struttura e dell'orientamento dei nanotubi, rendendola adatta a varie applicazioni.Ablazione laser:
Questo metodo prevede l'uso di un laser ad alta potenza per vaporizzare un bersaglio di grafite in un forno. Il carbonio vaporizzato si condensa in nanotubi. L'ablazione laser è in grado di produrre nanotubi di carbonio a parete singola di alta qualità, ma è meno economica e scalabile rispetto alla CVD.
Scarica ad arco:
- Nella scarica ad arco, un arco ad alta corrente viene scoccato tra due elettrodi di grafite in un'atmosfera di gas inerte. Il calore intenso vaporizza l'anodo e il carbonio vaporizzato forma nanotubi al momento del raffreddamento. Anche questo metodo è efficace, ma può essere meno controllabile e richiede più energia rispetto alla CVD.
- Tecnologie verdi emergenti:Elettrolisi dell'anidride carbonica in sali fusi:
Questo metodo cattura l'anidride carbonica e utilizza l'elettrolisi in sali fusi per produrre nanotubi di carbonio. Offre un approccio sostenibile utilizzando i gas a effetto serra, ma ci sono preoccupazioni sulla qualità dei nanotubi prodotti.
Pirolisi del metano: Questo processo prevede la decomposizione termica del metano in idrogeno e carbonio solido, che può includere nanotubi di carbonio. Aziende come CarbonMeta Technologies e Huntsman stanno esplorando questo metodo utilizzando il metano di scarto, sequestrando efficacemente le emissioni di carbonio.
