一个由国际科学家组成的团队，包括两名现在在UMBC高级传感器技术中心(CAST)工作的研究人员，已经证明，扭曲的碳纳米管每单位质量存储的能量是先进锂离子电池的三倍。这一发现可能会推动碳纳米管作为一种有前途的解决方案，用于需要轻质、紧凑和安全的设备中存储能量，例如医疗植入物和传感器。这项研究最近发表在 Nature Nanotechnology 杂志上。
桑吉夫-库马尔-乌贾因是这项工作的首席研究员。 他在日本长野信州大学就读期间开始了该项目，并于2022年来到加州大学伯克利分校后继续工作。 研究人员研究了单壁碳纳米管，它就像吸管一样，由厚度仅为 1 原子的纯碳片制成。 碳纳米管重量轻，比较容易制造，强度约为钢的 100 倍。 这些惊人的特性促使科学家们探索它们在包括太空电梯在内的各种听起来很有未来感的技术中的潜在用途。 为了研究碳纳米管储存能量的潜力，研究人员和他们的同事用成束的市售碳纳米管制造了碳纳米管 "绳索"。 研究人员将这些碳纳米管拉拧成一条线后，在其表面涂上不同的物质，以增加碳纳米管绳索的强度和柔韧性。 研究小组通过将碳纳米管绳索拧紧并测量其松开时释放的能量，测试了碳纳米管绳索可以储存多少能量。 他们发现，性能最好的绳索单位质量可储存的能量是钢制弹簧的 15000 倍，是锂离子电池的三倍。 在-76 至 +212 °F（-60 至 +100 °C）的温度范围内，所存储的能量仍能保持稳定并可被利用。 碳纳米管绳索中的材料对人体也比电池中使用的材料更安全。
原文链接: Shigenori Utsumi et al, Giant nanomechanical energy storage capacity in twisted single-walled carbon nanotube ropes, Nature Nanotechnology (2024). DOI: 10.1038/s41565-024-01645-x
