Los nanotubos de carbono (CNT) se producen mediante varios métodos, cada uno con sus propias ventajas y retos.
El método comercial más utilizado es la deposición química en fase vapor (CVD).
Otros métodos son la ablación por láser, la descarga por arco y tecnologías ecológicas emergentes como la electrólisis de dióxido de carbono en sales fundidas y la pirólisis de metano.
Cada método tiene sus propios parámetros de proceso que deben optimizarse para que la producción de CNT tenga éxito.
¿Cuáles son los métodos de producción de nanotubos de carbono? (Explicación de 5 técnicas clave)
1. Deposición química en fase vapor (CVD)
El CVD es el método más utilizado para la producción comercial de nanotubos de carbono.
Este proceso implica la descomposición de gases de hidrocarburos en un catalizador metálico a altas temperaturas.
El catalizador metálico, normalmente hierro, cobalto o níquel, se deposita sobre un sustrato.
A medida que el gas hidrocarburo fluye sobre el catalizador, se descompone y los átomos de carbono se depositan en el catalizador, formando nanotubos.
El CVD permite un buen control de la estructura y orientación de los nanotubos, lo que lo hace adecuado para diversas aplicaciones.
2. Ablación por láser
Este método implica el uso de un láser de alta potencia para vaporizar un objetivo de grafito en un horno.
El carbono vaporizado se condensa en nanotubos.
La ablación por láser es capaz de producir nanotubos de carbono de pared simple de alta calidad, pero es menos rentable y escalable en comparación con el CVD.
3. Descarga por arco
En la descarga por arco, se produce un arco de alta corriente entre dos electrodos de grafito en una atmósfera de gas inerte.
El intenso calor vaporiza el ánodo y el carbono vaporizado forma nanotubos al enfriarse.
Este método también es eficaz, pero puede ser menos controlable y consumir más energía que el CVD.
4. Electrolisis de dióxido de carbono en sales fundidas
Este método captura el dióxido de carbono y utiliza la electrólisis en sales fundidas para producir nanotubos de carbono.
Ofrece un enfoque sostenible al utilizar gases de efecto invernadero, pero existen dudas sobre la calidad de los nanotubos producidos.
5. Pirólisis del metano
Este proceso implica la descomposición térmica del metano en hidrógeno y carbono sólido, que puede incluir nanotubos de carbono.
Empresas como CarbonMeta Technologies y Huntsman están explorando este método utilizando metano residual, secuestrando eficazmente las emisiones de carbono.
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