Á markaði nútímans fyrir leiðandi aukefni og ný efnisstyrkingar hefur samkeppnin á milli kolnanóröra, grafen og hefðbundins kolsvarts aldrei hætt. Mörg fyrirtæki lenda oft í erfiðleikum við val á efni: ættu þau að nota ódýrt og rótgróið kolsvart, veðja á grafen með ótakmarkaða möguleika eða velja kolefnis nanórör sem hafa þegar slegið í gegn á litíum rafhlöðusviðinu? Þessi grein mun leggja til hliðar óskýrt fræðilegt hrognamál og veita ítarlegri greiningu á þessum þremur kolefnis-efnum úr þremur víddum - raunkostnaði, áþreifanlegum árangri og hagkvæmri kostnaðar-hagkvæmni - til að hjálpa þér að taka upplýsta ákvörðun um innkaup.
Árangurssamanburður: Hver er hinn sanni „sexhyrnda stríðsmaður“?
Hvað varðar alhliða rafleiðni og frammistöðu vélrænnar styrkingar, þá standa kolefnisnanorör, í krafti einstakrar einvíddar pípulaga uppbyggingu þeirra, best og eru besti kosturinn til að skipta um hefðbundið kolsvart.
Þegar við metum þessi þrjú efni getum við ekki horft á einn vísi einn. Kolsvart er núll-nóvídd nanóögn sem leiðir aðallega rafmagn í gegnum punkt-til-snertingu. Grafen er tvívíddarplötubygging; þó að leiðni þess í-plani sé frábær, þá er hún mjög viðkvæm fyrir stöflun, sem dregur úr raunverulegri virkni þess. Kolefnisnanorör, sem ein-línuleg efni, geta myndað skilvirkt þrívíddar leiðandi net.
| Frammistöðuvísir | Kolefnis nanórör (CNT) | Grafen | Kolsvartur |
|---|---|---|---|
| Innri leiðni (S/cm) | 10⁴ - 10⁶ | 10⁶ | 10² - 10³ |
| Sérstakt yfirborð (m²/g) | 200 - 800 | 500 - 1500 | 50 - 300 |
| Hlutfall | >1000 | Mjög lágt (flaga-lagaður) | ~1 (kúlulaga) |
| Togstyrkur | Ofsalega hátt | Ofsalega hátt | Tiltölulega lágt |
| Dreifingarerfiðleikar | Miðlungs | Ofsalega hátt | Lágt |
Samkvæmt gögnum fráNáttúran nanótækniog innlendar nýjar orkurafhlöður iðnaðarhvítbækur, hátt hlutfall kolefnis nanóröra gerir þeim kleift að mynda leiðandi síunarþröskuld við mjög lágt viðbótarstig. Tilraunir hafa sannað að í litíum rafhlöðu bakskautsefnum getur aðeins bætt við 0,3% margveggja kolefnis nanórör náð sömu leiðandi áhrifum og að bæta við yfir 3% sérstöku leiðandi kolsvarti, án þess að eyðileggja sveigjanlega uppbyggingu rafskautsplötunnar með mikilli þéttingu eins og grafen gerir.
Kostnaður og kostnaður-Árangursgreining: Hverja ættu fyrirtæki að velja?
Ef aðeins er horft á algjört kílóverð er kolsvart án efa ódýrast. Hins vegar, í háþróuðum-atburðarásum, vegna afar lágs viðbætts magns kolefnisnanoröra, er heildarkostnaður-hagkvæmni þeirra langt umfram það sem kolsvart og grafen hafa.
Margir sérfræðingar í innkaupum, þegar þeir heyra „kolefnis nanórör“, hugsa strax „of dýrt“. En þetta er í raun verðgildra, því ekki er hægt að reikna kostnað án þess að huga að viðbótarupphæðinni. Við skulum líta á núverandi markaðsgögn:
| Samanburðarvídd | Kolefni nanórör | Grafen | Kolsvartur |
|---|---|---|---|
| Markaðs meðalverð (10.000 RMB/tonn) | 8 - 15 (MWCNT) | 30 - 50+ | 1.5 - 5 (sérgrein) |
| Ráðlagt viðbótarmagn (wt%) | 0.2% - 0.5% | 0.1% - 0.3% | 2.0% - 5.0% |
| Alhliða kostnaðar-skilvirknieinkunn | ★★★★★ | ★★★☆☆ | ★★★★☆ |
| Vinnsluorkuáhrif | Dregur úr seigju, orka örlítið minni | Eykur seigju verulega, orka aukist | Miðlungs seigja |
Við skulum reikna út: Ef þú notar sérleiðandi kolsvart, þarf eitt tonn af bakskautsefni 30 kg af því. Við 40.000 RMB/tonn er kostnaðaraukningin 1.200 RMB. Ef þú notar kolefni nanórör, þarf eitt tonn aðeins 3 kg. Við 100.000 RMB/tonn er kostnaðaraukningin aðeins 300 RMB. Ekki nóg með það, veruleg lækkun á viðbótarmagni bætir einnig orkuþéttleika rafhlöðunnar til muna. Þrátt fyrir að grafen hafi afar sterka fræðilega frammistöðu, gerir hár undirbúningskostnaður þess og erfið dreifingarvandamál það „mjög lofað en ekki árangursríkt í atvinnuskyni“ í mörgum iðnaðarforritum, með lægsta kostnaðar-hagkvæmni.
Shandong Tanfeng Nýtt efni: Hágæða framleiðandi sem rjúfur kostnaðarhindrun kolefnis nanórör fjöldaframleiðslu
Shandong Tanfeng New Material, í krafti sjálfþróaðra-hvata og samfelldra framleiðsluferla, dregur verulega úr framleiðslukostnaði kolefnisnanóröra á sama tíma og það heldur miklum hreinleika, sem gerir það að mjög samkeppnishæfum upprunaframleiðanda í greininni.
Áður fyrr hindraði hátt verð á stakvegguðum-kolefnis nanórörum víðtæka notkun þeirra á fleiri sviðum sem ekki-rafhlaða (eins og gúmmí, húðun, and-truflanir). Þegar leitað er að áreiðanlegum kolefnis nanórör framleiðanda, Shandong Tanfeng New Material er iðnaðarafl sem ekki er hægt að hunsa. Helstu kostir þess eru:
Bylting ferli, lækkun kostnaðar við uppruna:Tanfeng New Material hefur bætt vaxtarafrakstur kolefnis nanóröra með því að hámarka skilvirkni hvata í CVD (Chemical Vapour Deposition) ferlinu, sem gerir margveggja kolefnis nanóröravörur þess afar-samkeppnishæfar á markaðnum og hefur sannarlega náð „falli-í kolefnissvarti í stað{3}}.
Sameinar hreinleika og aðlögun:Shandong Tanfeng miðar á verkjapunkta mismunandi atvinnugreina og veitir ekki aðeins há-rafhlöðu-gæða vörur með mjög litlum málmóhreinindum (<50 ppm) but also offers high-structure, easy-to-disperse industrial-grade carbon nanotubes for the plastics and rubber industries.
Ein-lausn frá dufti til dreifingar:Margir viðskiptavinir geta ekki dreift kolefnis nanórördufti eftir kaup. Tanfeng New Material veitir beinlínis for-dreift kolefnis nanórör leiðandi deig eða masterbatches, sem sparar viðskiptavinum óafturkræfan kostnað við að finna út dreifingarferlið sjálfir, og eykur enn frekar alhliða kostnaðar-hagkvæmni lokaafurðarinnar.
Niðurstaða
Í stuttu máli þá vinnur kolsvart á litlum tilkostnaði og þroskuðum ferlum, en sýnir þreytu undir háum-kröfum um frammistöðu. Grafen er hið víðfeðma haf stjarna til framtíðar, en er nú takmarkað af kostnaði og dreifingu. Kolefnis nanórör eru rétt á sætinu á milli frammistöðu og kostnaðar. Með sífelldri tæknilegri endurtekningu og stóra-framleiðsluþenslu framúrskarandi framleiðenda eins og Shandong Tanfeng New Material, er verðkostur kolefnis nanóröra opnaður enn frekar. Fyrir framleiðslufyrirtæki sem leitast við að draga úr kostnaði, bæta skilvirkni og auka kjarna samkeppnishæfni, er nú besti tíminn til að kynna kolefnisnanórör í stað hefðbundins kolsvarts.