Le nanotube de carbone à simple paroi (SWCNT) se caractérise par ses performances exceptionnelles en mécanique et en conductivité électrique et thermique ; c'est un matériau clé dans de nombreux domaines technologiques de pointe, notamment la nanoélectronique, les matériaux composites, le stockage d'énergie, les capteurs, les films conducteurs d'électricité, etc.

Néanmoins, depuis la préparation et la croissance initiales du catalyseur jusqu'à la production ultérieure de broyage, de purification, de dispersion et de suspension, chaque étape du processus nécessite une attention particulière et a des influences significatives sur la qualité du produit final.

En réponse, SGN, une entreprise avec 10 ans d'expertise dans le traitement des fluides à haut cisaillement, propose une solution en combinant des dispositifs de croissance SWCNT avec des lignes de production de boues automatisées, pour fournir aux clients une solution SWCNT intégrée à guichet unique.

 

 

Application diversifiée de SWCNT

En raison du diamètre nanométrique du SWCNT, de son rapport L/D élevé et de ses performances électriques, mécaniques et thermiques exceptionnelles, son application s'est étendue du laboratoire aux situations industrielles à grande échelle. Étant donné que les différents domaines ont des exigences variées en matière de pureté, de distribution et d'autres paramètres, il est nécessaire de comprendre ces exigences avant de concevoir une ligne de production à guichet unique.

 

1. Stockage d'énergie

Dans des dispositifs tels que les batteries lithium-ion, les supercondensateurs et les batteries lithium-soufre, le SWCNT agit comme un additif conducteur ou un matériau d'électrode, qui forme des réseaux conducteurs très efficaces, améliorant ainsi les performances et la durée de vie.

 

Conductivité:

SWCNT a une grande conductivité électrique, donc un petit ajout (≤0,5 % en poids) forme un réseau percolant.

Dispersion:

SWCNT peut être dispersé uniformément pour éviter les résistances électriques inégales causées par les agglomérats.

 

Pertinence:

La boue SWCNT est stable et convient comme revêtement.

  

2. Renforcement du matériau composite

Dans les composites à structure-fonction intégrée, le SWCNT est utilisé comme charge de renforcement pour améliorer la conductivité et la résistance du matériau de base. Les applications typiques incluent l'aéronautique, les véhicules légers et les matériaux de blindage électromagnétique.

 

Exigences L/D :

SWCNT a un rapport L/D élevé (>1000) qui profite à la construction du réseau.

 

Propriétés des surfaces :

La surface modifiable du SWCNT améliore l'adhésion avec le matériau de base.

 

Dispersion:

SWCNT peut être dispersé uniformément pour éviter les résistances électriques inégales causées par les agglomérats.

 

 

3. Capteurs électroniques

Les SWCNT peuvent être utilisés dans les transistors à effet de champ, les circuits logiques, les capteurs de gaz, les biocapteurs, les dispositifs électroniques flexibles, etc.

 

Contrôle de pureté :

Des SWCNT avec une teneur en impuretés métalliques <50 ppm peuvent être produits, répondant ainsi aux exigences industrielles.

 

Longueur:

La distribution de longueur de croissance de SWCNT est contrôlable.

 

Traitement des solvants :

SWCNT convient au traitement par méthode solvant, adapté aux utilisations d’impression.

  

Solution complète, de la croissance à la production de lisier

La solution unique de SGN couvre chaque étape, depuis la croissance du SWCNT jusqu'à la dispersion à fort cisaillement et à l'homogénéisation à ultra haute pression, qui peut être appliquée de manière stable dans de multiples situations, notamment la production de boues de batterie, les matériaux composites, les nanorevêtements et les tests à l'échelle pilote.

Ligne de production SWCNT 01

 

Équipement de croissance CVD SWCNT

Les poudres sont à l'origine du SWCNT, leur qualité détermine les performances du produit ; cependant, l’industrie actuelle est généralement confrontée à des défis liés à une qualité de poudre inégale et à une faible efficacité de production.

SGN propose une large gamme d'équipements spécialisés pour la croissance des SWCNT, comprenant un système d'alimentation par atomisation ultrasonique à plusieurs étages, garantissant une alimentation uniforme et une excellente cohérence d'un lot à l'autre.

L'équipement est doté d'un système antidéflagrant de qualité industrielle conforme à la norme CT4, offrant un faible coût énergétique et une longue durée de vie. Il est équipé de plusieurs mesures de sécurité intelligentes (notamment la détection des niveaux d'oxygène, de la température et de la pression, ainsi que la protection contre les fuites de gaz). La sortie permet une collecte continue des matériaux sans interrompre le fonctionnement.

Ligne de production SWCNT 02

Ligne de production de boue SWCNT

 

Au cours du processus de production de boues, les poudres flottent souvent et forment des agglomérats, ce qui rend la dispersion inégale et rend le produit instable, affectant ainsi l'application ultérieure.

SGN propose une ligne de production entièrement automatisée intégrant le prémélange et l'homogénéisation à ultra haute pression, ce qui résout efficacement ces problèmes susmentionnés.

L'étape de prémélange mouille les poudres et brise les éventuels agglomérats avant de passer à l'étape d'homogénéisation à ultra haute pression. On obtient un produit final fin, uniforme, stable et facile à stocker, qui surmonte les défis des productions de lisier SWCNT.