Es gibt mehrere Methoden zur Herstellung von Kohlenstoffnanoröhren (CNTs), wobei sich einige besser für die industrielle Großproduktion eignen als andere. Hier ein Überblick über die wichtigsten Verfahren und ihre Eignung für die industrielle Fertigung:
Hauptherstellungsmethoden
- Chemische Gasphasenabscheidung (CVD)
- Gasförmige Kohlenstoffverbindungen werden über einen Katalysator geleitet (500-1000°C).
- Gilt als vielversprechendste Methode für die Massenproduktion.
- Vorteile: Skalierbar, kostengünstig, gute Kontrolle über Wachstum und Struktur.
- Bogenentladung
- Plasma wird zwischen Graphitelektroden erzeugt (3000-4000°C).
- Produziert hochqualitative CNTs, aber in geringeren Mengen.
- Weniger geeignet für Massenproduktion aufgrund begrenzter Skalierbarkeit.
- Laserverdampfung
- Graphit wird durch Laserstrahl in einem Ofen (1200°C) verdampft.
- Erzeugt sehr reine CNTs, aber in geringen Mengen.
- Hohe Kosten und begrenzte Skalierbarkeit machen es für Massenproduktion ungeeignet.
Erfolgversprechendste Methoden für industrielle Fertigung
- Modifizierte CVD-Verfahren
- Verschiedene Varianten wie Plasma-unterstützte CVD oder Fluidized Bed CVD.
- Ermöglichen kontinuierliche Produktion und gute Skalierbarkeit.
- Hochdruck-Kohlenmonoxid-Verfahren (HiPCO)
- Eine Variante der CVD, die Kohlenmonoxid unter hohem Druck verwendet.
- Eignet sich gut für die Produktion einwandiger CNTs in größerem Maßstab.
- Flammensynthese
- CNTs werden in einer Kohlenwasserstoffflamme erzeugt.
- Potenziell kostengünstig und für Großproduktion skalierbar.
Die chemische Gasphasenabscheidung und ihre Varianten gelten derzeit als die erfolgversprechendsten Methoden für die industrielle Großfertigung von CNTs. Sie bieten eine gute Balance zwischen Qualität, Quantität und Kosteneffizienz. Zudem ermöglichen sie eine bessere Kontrolle über die Eigenschaften der produzierten CNTs.Forschung und Entwicklung konzentrieren sich weiterhin darauf, diese Methoden zu optimieren, um die Ausbeute zu erhöhen, die Qualität zu verbessern und die Kosten zu senken. Dabei spielen auch Aspekte wie Energieeffizienz und Nachhaltigkeit eine zunehmende Rolle in der industriellen Fertigung von CNTs.
Basierend auf den aktuellen Markttrends und verfügbaren Informationen sind einige der führenden Unternehmen in der Herstellung von Kohlenstoffnanoröhren (CNTs) mittels des CVD-Verfahrens:
- Nanocyl: Ein belgisches Unternehmen, das sich auf die großtechnische Produktion von CNTs spezialisiert hat und als einer der Marktführer gilt.
- Showa Denko K.K.: Ein japanischer Konzern, der eine bedeutende Rolle in der CNT-Produktion mittels CVD spielt.
- LG Chem: Das südkoreanische Unternehmen hat erhebliche Investitionen in die CNT-Produktion getätigt und nutzt fortschrittliche CVD-Technologien.
- OCSiAl: Ein globales Unternehmen mit Hauptsitz in Luxemburg, das für seine Großproduktion von einwandigen CNTs bekannt ist.
- Cabot Corporation: Ein US-amerikanisches Unternehmen, das CVD-Verfahren für die Herstellung von CNTs einsetzt.
- Arkema: Ein französisches Chemieunternehmen, das sich auf die Produktion von mehrwandigen CNTs spezialisiert hat.
- Raymor Industries: Ein kanadisches Unternehmen, das CVD-Technologien für die CNT-Herstellung nutzt.
Diese Unternehmen haben signifikante Fortschritte in der Skalierung und Optimierung des CVD-Verfahrens für die industrielle Produktion von CNTs gemacht. Sie investieren kontinuierlich in Forschung und Entwicklung, um die Qualität, Ausbeute und Kosteneffizienz ihrer Produktion zu verbessern.
Nanocyl SA ist ein führendes Unternehmen, das sich auf die Entwicklung, Herstellung und den Vertrieb von mehrwandigen Kohlenstoffnanoröhren (MWCNTs) spezialisiert hat und seinen Sitz in Sambreville, Belgien hat12. Nanocyl wurde 2002 gegründet und hat sich als Pionier und weltweiter Branchenführer auf dem Gebiet der industriellen MWCNTs etabliert36.
Unternehmensübersicht
Hauptsitz: Rue de l’Essor, 4, B-5060 Sambreville, Belgien14
Kerngeschäft: Nanocyls Hauptaugenmerk liegt auf der Produktion von Kohlenstoffnanoröhren im industriellen Maßstab. Ihr Flaggschiffprodukt ist NC7000™, ein industrielles MWCNT-Pulver, das für verschiedene Anwendungen verwendet wird, die elektrische Leitfähigkeit oder dissipatives Verhalten erfordern.
Produktionskapazität: Nanocyl ist der größte europäische Produzent von MWCNTs mit einer Kapazität von 400 Tonnen.
Produkte und Anwendungen
Nanocyl bietet eine Reihe von Produkten an, darunter:
NC7000™ MWCNT-Pulver
Plasticyl™ Leitfähige Masterbatches
Flüssige Dispersionen für verschiedene Anwendungen
Diese Produkte finden Anwendung in mehreren Branchen:
Transport
Energiespeicherung
Elektronik
Industrie
Freizeit
Neueste Entwicklungen
Im Oktober 2023 hat Birla Carbon, ein führender Hersteller von Kohlenstofflösungen, Nanocyl SA übernommen. Diese Übernahme zielt darauf ab, die Präsenz von Birla Carbon auf dem Markt für Energiesysteme auszubauen, insbesondere bei Materialien, die für die Leistung von Lithium-Ionen-Batterien entscheidend sind.
Globale Präsenz
Nanocyl beschäftigt 47 Mitarbeiter und hat eine globale Präsenz aufgebaut, um eine zuverlässige weltweite Versorgung mit seinen Produkten sicherzustellen2. Das Unternehmen unterhält Partnerschaften in Japan, Südkorea, China und den USA sowie einen nicht exklusiven Vertriebsvertrag mit Safic-Alcan, um seine Präsenz in Europa zu stärken.
Nanocyls Engagement für Innovation und Nachhaltigkeit hat das Unternehmen zu einem wichtigen Akteur in der Kohlenstoffnanoröhrenbranche gemacht und zu Fortschritten in verschiedenen technologischen Anwendungen beigetragen.
Nanocyl ist auf die Herstellung von mehrwandigen Kohlenstoffnanoröhren (MWCNTs) spezialisiert. Ihr Flaggschiffprodukt ist das NC7000™ MWCNT-Pulver. Die Hauptanwendungen der Kohlenstoffnanoröhren von Nanocyl umfassen:
Transport
MWCNTs werden in Automobilteilen und -komponenten verwendet, um Eigenschaften wie elektrische Leitfähigkeit und mechanische Festigkeit zu verbessern2.
Energiespeicherung
Die Kohlenstoffnanoröhren von Nanocyl finden Anwendung in Batterien und Superkondensatoren, wobei ihre hervorragende elektrische Leitfähigkeit und große Oberfläche zum Tragen kommen2.
Elektronik
Die Leitfähigkeitseigenschaften von MWCNTs machen sie für verschiedene elektronische Anwendungen wie Schaltkreise, Transistoren und feldemittierende Geräte nützlich.
Industrielle Anwendungen
Die Produkte von Nanocyl werden in industriellen Umgebungen verwendet, wahrscheinlich für Anwendungen wie:
Verbundwerkstoffe zur Verbesserung von Festigkeit und Leitfähigkeit
Beschichtungen und Filme zur elektrostatischen Ableitung und EMI-Abschirmung
Sensoren und Aktuatoren
Freizeitprodukte
Obwohl nicht spezifiziert, kann dies Anwendungen in Sportartikeln und -geräten umfassen, bei denen die Festigkeit und das geringe Gewicht von Kohlenstoffnanoröhren von Vorteil sein können.
Die Kohlenstoffnanoröhren von Nanocyl können als leitfähige Zusatzstoffe oder Verstärkungsmittel in verschiedene Materialien eingearbeitet werden. Ihr hohes Aspektverhältnis und ihre einzigartigen Eigenschaften ermöglichen Verbesserungen der elektrischen Leitfähigkeit, der mechanischen Festigkeit und des Wärmemanagements in diesen vielfältigen Anwendungen.