การกระจายตัวของคาร์บอนนาโนโทน (CNT) ที่มีประสิทธิภาพมีความสำคัญต่อความสำเร็จในเชิงพาณิชย์ในการใช้งานเช่นการจัดเก็บพลังงานและคอมโพสิตพอลิเมอร์ ค่าสัมประสิทธิ์รูปร่างสูงและกองกำลัง Van der Waals ที่แข็งแกร่งของพวกเขานำไปสู่การรวมตัวกันโดย จำกัด ประสิทธิภาพหากไม่ได้รับการจัดการอย่างเหมาะสม การบรรลุการกระจายตัวที่สม่ำเสมอและมีเสถียรภาพเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้ตระหนักถึงประโยชน์ทางไฟฟ้าเครื่องกลและความร้อนของ CNT อย่างเต็มที่ในขณะที่ลดภาระที่จำเป็นและการปรับปรุงการประมวลผล ในฐานะที่เป็นวิวัฒนาการของตลาดการกระจายตัวจะเห็นได้มากขึ้นไม่เพียง แต่เป็นความท้าทายทางเทคนิค แต่เป็นประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ที่สำคัญและความสามารถในการปรับขนาด
รายงาน idtechex “Nanotrons Carbon 2025–2035: ตลาด, เทคโนโลยี, ผู้เล่น”มันให้การตรวจสอบที่ครอบคลุมของตลาด CNT รวมถึงการวิเคราะห์เชิงลึกของพื้นที่สำคัญของแอปพลิเคชันผู้เล่นในอุตสาหกรรมชั้นนำและรายละเอียดการคาดการณ์ความต้องการ CNT 10 ปี (เป็นตันต่อปี) และมูลค่าตลาด (เป็น USD) การแบ่งส่วนเป็นการใช้งาน ด้วยประสบการณ์มานานกว่าทศวรรษที่ครอบคลุมภาคนาโนคาร์บอน IDTechex ให้การประเมินภายนอกที่เป็นอิสระซึ่งให้ข้อมูลเชิงลึกที่มีคุณค่าในตลาดที่กำลังพัฒนานี้
แอพพลิเคชั่นต่าง ๆ ใช้ nanotrons คาร์บอนหลายแทร็ก (MWCNT) แต่บทบาทที่มีอิทธิพลมากที่สุดของพวกเขาคือสารเติมแต่งสำหรับการจัดเก็บพลังงานและระบบโพลีเมอร์ นอกเหนือจากความต้องการพลังงานไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นแล้วตลาด CNT กำลังพัฒนาอย่างรวดเร็ว ในแบตเตอรี่ MWCNT Lithium-ion พวกเขาเพิ่มค่าการนำไฟฟ้าและความแข็งแรงเชิงกลทำให้ความหนาแน่นของพลังงานมากขึ้นขั้วไฟฟ้าหนาและสภาพการทำงานที่กว้างขึ้น รายงาน IdteChex มีการวิเคราะห์โดยละเอียดเกี่ยวกับวิธีการกระจายความเข้ากันได้ของสารยึดเกาะและการโต้ตอบเพิ่มเติมรวมถึงการศึกษาในการพัฒนาการเปลี่ยนแปลงในแอปพลิเคชัน Superkapacitor
แอปพลิเคชันสำคัญสำหรับการกระจายตัว
ไม่ว่าจะใช้ในเมทริกซ์โพลิเมอร์อิสระหรือคอมโพสิตที่เสริมด้วยไฟเบอร์ CNTs ให้ประโยชน์ที่มีค่าเป็นสารเติมแต่งรวมถึงความแข็งแรงที่ดีขึ้นระหว่างสารเคลือบเงาและประสิทธิภาพการปล่อยไฟฟ้าสถิตที่เพิ่มขึ้น คาดว่าในแอพพลิเคชั่นเช่นระบบเชื้อเพลิงและบรรจุภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์การเพิ่มขึ้นของปริมาณจากภาคการจัดเก็บพลังงานและการลดลงของต้นทุนจะช่วยให้การยอมรับในตลาดใหม่ในช่วงทศวรรษหน้า
แรงจูงใจหลักในการกระจาย nanocarbons ในคอมโพสิตพอลิเมอร์คือเพื่อให้แน่ใจว่าคุณสมบัติมัลติฟังก์ชั่น คุณสมบัติเชิงกลมักจะอยู่เบื้องหน้า ความแข็งแรงของการแตกสามารถปรับปรุงได้โดยกลไกเช่นรอยแตกเบี่ยงเบนและ/หรือรอยแตกในรอยแตกในขณะที่ความเครียดและการเสียรูปที่ใช้สามารถถ่ายโอนจากเมทริกซ์ไปยังการเสริมแรงของ nanocargle ผ่านการสัมผัส interfazine คุณสมบัติเชิงกลเพิ่มเติมที่สามารถปรับปรุงได้รวมถึงความต้านทานต่อแรงกระแทกความต้านทานแรงเฉือนระหว่างกันและความแข็งแรงของแรงอัด นอกเหนือจากคุณสมบัติเชิงกลแล้วการนำไฟฟ้าสามารถถ่ายโอนไปยังโหลดต่ำ (<น้ำหนัก <3 %) เหนือเกณฑ์การซึมผ่าน ค่าการนำไฟฟ้ามัลติฟังก์ชั่นสามารถเปิดใช้งานการใช้งานเช่นการป้องกันการนัดหยุดงานทันทีการสะสมความร้อนและการจัดการ
ความท้าทายทางเทคนิค
ปัญหาหลักสำหรับ CNT คือการแปลของการจัดสรรความสมบูรณ์แบบมักจะเป็น macroskal ในผลิตภัณฑ์วัสดุ CNTs มีคุณสมบัติที่น่าประทับใจรวมถึงความต้านทานแรงดึงค่าการนำความร้อนความต้านทานไฟฟ้าและความสามารถในการรับภาระ แต่ CNT ไม่ใช่ผงวิเศษที่สามารถโรยด้วยคอมโพสิตเพื่อปลดล็อคประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น การรวมวัสดุเข้ากับพอลิเมอร์อาจรวมถึง masterbatches ในขณะที่การใช้งานในการจัดเก็บพลังงานมักใช้ระบบกันสะเทือนที่มี CNT และวัสดุคาร์บอนอื่น ๆ เช่นเขม่า
มีความท้าทายมากมายในการพิจารณาการกระจาย CNT การบรรลุการกระจายตัวของ nanocarbons ที่เป็นเนื้อเดียวกันด้วยเมทริกซ์พอลิเมอร์ไม่ใช่กิจกรรมที่ง่ายโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพิจารณาการก่อตัวและการก่อตัวของส่วนประกอบพลาสติก การเพิ่มสารเติมแต่งนาโนคาร์บอนอาจส่งผลกระทบต่อการไหลและความหนืดของคอมโพสิตสำหรับการอัดรีดในขณะที่กระบวนการลามิเนตใยแก้วนำแสงหลายขั้นตอนอาจต้องมีการเปลี่ยนแปลงในเวลาการบ่มโดยคำนึงถึงการปรากฏตัวของ Add -On ใหม่
นับตั้งแต่การซื้อกิจการของผู้เล่นผิวดำ Birla ในปี 2566 นาโนกิลได้พัฒนาวัสดุลูกผสมเขี้ยวและวัสดุ CNT สำหรับโพลีเมอร์นำไฟฟ้าในปี 2566 วัสดุไฮบริดรวมช่องว่างระหว่างวัสดุสองชนิด แต่มีปัญหาบางอย่างโดยเฉพาะอย่างยิ่งการกระจายตัว CNT เบี่ยงเบนความสนใจภายใต้แรงเฉือนสูงในขณะที่ CB ถูกเบี่ยงเบนความสนใจด้วยแรงเฉือนต่ำ เพื่อเอาชนะปัญหาเกี่ยวกับการกระจายตัวของผู้ใช้ Masterbatches จะถูกจัดหาใน PP, PC และ HIPS ซึ่งทั้งหมดมีทั้งหมด 30% ไฮบริดนาโนคาร์บอน
ความเข้าใจผิดที่พบบ่อยสำหรับคอมโพสิต nanocarbon เป็นแนวคิดที่ว่าขนาดหนึ่งตรงกับทุกคนในความจริงที่ว่าวัสดุหนึ่งสามารถให้การปรับปรุงอสังหาริมทรัพย์ทั้งหมดในเมทริกซ์ทั้งหมด องศา CNT ที่แตกต่างกันเหมาะสำหรับแอปพลิเคชันที่แตกต่างกันในขณะที่จำนวนเงินที่จำเป็นสำหรับสารเติมแต่งจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับแอปพลิเคชัน โดยปกติแล้วการปรับปรุงเชิงกลที่ดีที่สุดสามารถมองเห็นได้สำหรับน้ำหนักประมาณ 0.1 ถึง 1% และต่ำกว่าในขณะที่เกณฑ์การนำไฟฟ้ามักจะมีอยู่ที่โหลดที่สูงขึ้น ดังนั้นมัลติฟังก์ชั่นจึงเป็นเรื่องยากที่จะปรับให้เหมาะสมในด้านของตัวชี้วัดเช่นคุณสมบัติเชิงกลและตัวนำ แต่การนำความร้อนและไฟฟ้ามักจะสังเกตได้
ความสำเร็จในเชิงพาณิชย์
ความท้าทายที่สำคัญในการใช้ CNT คือการบรรลุการกระจายตัวที่เป็นเนื้อเดียวกันและไม่ได้รับการศึกษาซึ่งจำเป็นต่อการเพิ่มประสิทธิภาพสูงสุดและอนุญาตให้โหลดได้ต่ำลง ในขณะที่หลาย ๆ บริษัท กล่าวว่าความสามารถในการกระจายอย่างมีประสิทธิภาพมีแนวโน้มที่เพิ่มขึ้นในการภายนอกกระบวนการของซัพพลายเออร์ที่สามที่มีความเชี่ยวชาญเฉพาะด้านนี้ ผู้เล่นผู้เชี่ยวชาญปรากฏขึ้นเช่น Toyocolor และ Nanorial โดยมีการดำเนินการในภายหลังโดยร่วมมือกับ บริษัท ต่างๆเช่น CATL และ Neo Batters Materials
ความเป็นไปได้ภายในและภายในไม่ควรถูกปฏิเสธและผู้เล่น CNT หลายคนเลื่อนลงไปตามแม่น้ำและคว้าห่วงโซ่คุณค่ามากขึ้น LG Chem ได้สร้างห่วงโซ่อุปทานแนวตั้งที่กว้างขวางเพื่อให้แน่ใจว่า CNT สำหรับการใช้งานการจัดเก็บพลังงานมักจะใช้เป็นระบบกันสะเทือน CNANO เป็นผู้นำระดับโลกด้วยกำลังการผลิตและให้ทั้ง CNT และ PASTE POWDERS ออกสู่ตลาดและการวิเคราะห์ IDTECHEX ได้แสดงให้เห็นว่าการขายของ PASTES สูงกว่า 95% ของรายได้ที่ได้รับทุกปีในปี 2561-2567 แสดงให้เห็นถึงความสำคัญของการย้ายไปยังซัพพลายเออร์ CNT
“Nanotrons Carbon 2025–2035: ตลาด, เทคโนโลยี, ผู้เล่น” เสนอการวิเคราะห์ตลาด CNT สุดท้าย จากประสบการณ์ที่กว้างขวางของ IdteChex ใน nanocarbons รายงานได้รวมข้อมูลเชิงลึกทางเทคนิคในระดับความลึกเข้ากับวิธีการสัมภาษณ์เพื่อให้การคาดการณ์ตลาดที่มีวัตถุประสงค์การทดสอบเปรียบเทียบอย่างละเอียดและการประเมินรายละเอียดของผู้เล่นหลักในอุตสาหกรรมวิวัฒนาการอย่างรวดเร็วนี้