Carbon nanotubes (CNTs), also calle

Carbon nanotubes (CNTs), also called buckytubes, are carbon molecules with a cylindrical nanostructure. They have a hollow structure with walls formed by one-atom-thick sheets of graphene. These sheets are rolled at specific and discrete ("chiral") angles, and the combination of chiral angle and radius controls properties such as electrical conductivity, electrolyte wettability and ion access. Nanotubes are categorized as single-walled nanotubes (SWNTs) or multi-walled nanotubes (MWNTs). The latter have one or more outer tubes successively enveloping a SWNT, much like the Russian matryoshka dolls. SWNTs have diameters ranging between 1 and 3 nm. MWNTs have thicker coaxial walls, separated by spacing (0.34 nm) that is close to graphene's interlayer distance.

Nanotubes can grow vertically on the collector substrate, such as a silicon wafer. Typical lengths are 20 to 100 µm.[49]

Carbon nanotubes can greatly improve capacitor performance, due to the highly wettable surface area and high conductivity.[50][51]

A SWCNTs-based supercapacitor with aqueous electrolyte was systematically studied at University of Delaware in Prof. Bingqing Wei's group. Li et al.,for the first time, discovered that the ion-size effect and the electrode-electrolyte wettability are the dominant factors affecting the electrochemical behavior of flexible SWCNTs-supercapacitors in different 1 molar aqueous electrolytes with different anions and cations. The experimental results also showed for flexible supercapacitor, it is suggested to put enough pressure between the two electrodes to improve the aqueous electrolyte CNT supercapacitor.[52]

CNTs can store about the same charge as activated carbon per unit surface area, but nanotubes' surface is arranged in a regular pattern, providing greater wettability. SWNTs have a high theoretical specific surface area of 1315 m2/g, while that for MWNTs is lower and is determined by the diameter of the tubes and degree of nesting, compared with a surface area of about 3000 m2/g of activated carbons. Nevertheless, CNTs have higher capacitance than activated carbon electrodes, e.g., 102 F/g for MWNTs and 180 F/g for SWNTs.[53]

MWNTs have mesopores that allow for easy access of ions at the electrode–electrolyte interface. As the pore size approaches the size of the ion solvation shell, the solvent molecules are partially stripped, resulting in larger ionic packing density and increased faradaic storage capability. However, the considerable volume change during repeated intercalation and depletion decreases their mechanical stability. To this end, research to increase surface area, mechanical strength, electrical conductivity and chemical stability is ongoing

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

คาร์บอน (CNTs), buckytubes เรียกว่ามีโมเลกุลคาร์บอนกับ nanostructure เป็นทรงกระบอก พวกเขามีโครงสร้างกลวงกับผนังโดยหนึ่ง-อะตอมหนาแผ่นแกรฟีน แผ่นเหล่านี้จะสะสมที่เฉพาะเจาะจง และแยกมุม ("สารเคมี chiral อนุ") และการรวมกันของสารเคมี chiral อนุมุมและรัศมีการควบคุมคุณสมบัติเช่นการนำไฟฟ้า อิเล็กโทรไลท์เปียก และไอออนเข้า มีการแบ่งประเภท Nanotubes เป็นเดี่ยว nanotubes (SWNTs) หรือกำแพงหลาย nanotubes (MWNTs) หลังมีมากกว่า หนึ่งด้านนอกหลอดติด ๆ กันห่อ SWNT เป็น เหมือนตุ๊กตาแม่ลูกดกรัสเซีย SWNTs มีเส้นผ่าศูนย์กลางขนาดระหว่าง 1 และ 3 nm MWNTs มีหนาโคแอกเซียลผนัง คั่น ด้วยช่องว่าง (0.34 nm) ที่อยู่ใกล้กับระยะทางของ graphene interlayerNanotubes สามารถเติบโตในแนวตั้งบนพื้นผิวตัวเก็บรวบรวม เช่นแผ่นซิลิคอน ความยาวทั่วไป 20 ถึง 100 µm. [49]คาร์บอนสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของตัวเก็บประจุ เนื่องจากพื้นที่ผิวที่สูง wettable และค่าการนำไฟฟ้าสูง [50] [51]Supercapacitor ที่ SWCNTs ตาม ด้วยสารละลายอิเล็กโทรไลต์เป็นระบบศึกษาที่มหาวิทยาลัยเดลาแวร์ในกลุ่มศาสตราจารย์ Bingqing Wei Li et al. ครั้งแรก พบว่า ผลขนาดไอออนและเปียกอิเล็กโทรไลต์ขั้วไฟฟ้าเป็นปัจจัยหลักที่มีผลต่อการทำงานไฟฟ้าจัด supercapacitors ยืดหยุ่น SWCNTs แตกต่างกัน 1 สบละลายอิเล็กโทรไลต์อื่นนไอออนและแคทไอออน ผลการทดลองยังพบว่าสำหรับ supercapacitor ยืดหยุ่น แนะนำพอกดดันระหว่างสองขั้วไฟฟ้าเพื่อปรับปรุง supercapacitor CNT ที่สารละลายอิเล็กโทรไลต์ [52]CNTs สามารถเก็บเกี่ยวกับค่าเดียวเป็นคาร์บอนต่อหน่วยพื้นที่ผิว แต่พื้นของ nanotubes ถูกจัดเรียงในรูปแบบปกติ ให้เปียกมากขึ้น SWNTs มีทฤษฎีเฉพาะพื้นที่ผิวสูงของ 1315 m2/g ในขณะที่สำหรับ MWNTs ต่ำ และถูกกำหนด โดยเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อและระดับการซ้อน เมื่อเทียบกับพื้นที่ถึงประมาณ 3000 m2/g ของคาร์บอนเปิดใช้งานแล้ว อย่างไรก็ตาม CNTs มีความจุสูงกว่าคาร์บอนอิเล็กโทรด เช่น 102 F/g สำหรับ MWNTs และ 180 F/g สำหรับ SWNTs. [53]MWNTs mesopores ที่อนุญาตให้เข้าถึงง่ายของไอออนที่อินเทอร์เฟซการไฟฟ้าอิเล็กโทรไลต์ ได้ ขนาดของรูพรุนใกล้ขนาดของไอออนอนุภาคที่นำเปลือก โมเลกุลตัวทำละลายจะบางส่วน ปล้น ส่งผลให้ความหนาแน่นของไอออนบรรจุขนาดใหญ่ และเพิ่มความสามารถในการจัดเก็บ faradaic อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนแปลงปริมาณมากในระหว่าง intercalation ซ้ำและการสูญเสียลดเสถียรภาพของเครื่องจักรกล ด้วยเหตุนี้ การวิจัยเพื่อเพิ่มพื้นที่ผิว แรง การนำไฟฟ้า และความเสถียรทางเคมีอย่างต่อเนื่อง

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ท่อนาโนคาร์บอน (CNTs) เรียกว่า buckytubes เป็นโมเลกุลคาร์บอนที่มีโครงสร้างระดับนาโนทรงกระบอก พวกเขามีโครงสร้างกลวงกับผนังที่เกิดขึ้นจากแผ่นหนึ่งอะตอมหนาของแกรฟีน แผ่นเหล่านี้จะถูกรีดในมุมที่เฉพาะเจาะจงและไม่ต่อเนื่อง ( "chiral") และการรวมกันของมุม chiral และรัศมีควบคุมคุณสมบัติเช่นการนำไฟฟ้าอิเล็กโทรไลเปียกและการเข้าถึงไอออน ท่อนาโนจะถูกแบ่งออกเป็นท่อนาโนผนังเดี่ยว (SWNTs) หรือท่อนาโนหลายผนัง (MWNTs) หลังมีหนึ่งหรือมากกว่าหลอดด้านนอกห่อเนื่อง SWNT ที่เหมือนตุ๊กตา Matryoshka รัสเซีย SWNTs มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางตั้งแต่ระหว่างวันที่ 1 และ 3 นาโนเมตร MWNTs มีผนังหนาคู่สายแยกจากกันโดยระยะห่าง (0.34 นาโนเมตร) ที่อยู่ใกล้กับระยะทางของ interlayer แกรฟีน.

ท่อนาโนสามารถเจริญเติบโตในแนวตั้งบนพื้นผิวของนักสะสมเช่นซิลิคอนเวเฟอร์ ความยาวโดยทั่วไปคือ 20-100 ไมครอน. [49]

ท่อนาโนคาร์บอนสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพประจุเนื่องจากพื้นที่ผิวเปียกสูงและการนำสูง. [50] [51]

SWCNTs ตาม supercapacitor กับอิเล็กโทรไลน้ำได้รับการศึกษาอย่างเป็นระบบที่มหาวิทยาลัย เดลาแวร์ในกลุ่มศ Bingqing ของ Wei Li et al., ครั้งแรกพบว่าผลกระทบที่เกิดไอออนขนาดและเปียกขั้วไฟฟ้าอิเล็กโทรเป็นปัจจัยที่โดดเด่นที่มีผลต่อพฤติกรรมของไฟฟ้าที่มีความยืดหยุ่น SWCNTs-ซุปเปอร์ในที่แตกต่างกัน 1 อิเล็กโทรไลน้ำกรามกับแอนไอออนที่แตกต่างกันและไพเพอร์ ผลการทดลองยังแสดงให้เห็นสำหรับ supercapacitor ความยืดหยุ่นก็จะแนะนำให้ใส่ความดันเพียงพอระหว่างสองขั้วไฟฟ้าเพื่อปรับปรุงน้ำ supercapacitor อิเล็กโทรไล CNT. [52]

CNTs สามารถจัดเก็บข้อมูลเกี่ยวกับค่าใช้จ่ายเช่นเดียวกับถ่านต่อหน่วยพื้นที่ผิว แต่ท่อนาโน 'พื้นผิว ถูกจัดเรียงในรูปแบบปกติให้เปียกมากขึ้น SWNTs มีพื้นที่ผิวสูงทฤษฎีที่เฉพาะเจาะจงของ 1315 m2 / g ในขณะที่ MWNTs ต่ำและจะถูกกำหนดโดยขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของท่อและระดับของการทำรังเมื่อเทียบกับพื้นที่ผิวประมาณ 3000 m2 / g ถ่านกัม อย่างไรก็ตาม CNTs มีความจุสูงกว่าการเปิดใช้งานขั้วไฟฟ้าคาร์บอนเช่น 102 F / g สำหรับ MWNTs และ 180 F / g สำหรับ SWNTs. [53]

MWNTs มีรูพรุนขนาดกลางที่ช่วยให้ง่ายต่อการเข้าถึงของไอออนที่อินเตอร์เฟซขั้วไฟฟ้าอิเล็กโทร ในฐานะที่เป็นขนาดรูขุมขนแนวทางขนาดของเปลือกไอออน solvation ที่โมเลกุลตัวทำละลายจะปล้นบางส่วนส่งผลให้ความหนาแน่นของไอออนิกบรรจุขนาดใหญ่และเพิ่มความสามารถในการจัดเก็บ faradaic อย่างไรก็ตามการเปลี่ยนแปลงปริมาณมากในระหว่างการเสพซ้ำและการสูญเสียลดลงเสถียรภาพของพวกเขา ด้วยเหตุนี้การวิจัยเพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวแข็งแรงเชิงกลการนำไฟฟ้าและเสถียรภาพทางเคมีอย่างต่อเนื่อง