탄소 나노튜브는 여러 가지 이유로 널리 사용되지 않습니다.
5가지 주요 이유 설명
1. 거시적 규모에서의 기계적 특성
거시적 규모에서 탄소 나노튜브는 종종 환상적인 기계적 특성을 나타내지 않습니다.
대신 흑연 섬유와 유사한 부서지기 쉽고 부드러운 섬유처럼 행동합니다.
따라서 강철과 같은 단단한 재료로 쉽게 절단할 수 있습니다.
2. 환경 영향 비교
소재의 친환경성을 고려할 때는 대체 소재와 비교하는 것이 중요합니다.
전도성 탄소 첨가제인 탄소 나노튜브는 카본 블랙 및 그래핀과 비교할 수 있습니다.
카본 블랙은 일반적으로 탄소 나노튜브와 그래핀에 비해 CO2 배출량이 높고 복합재에 더 많은 하중을 가합니다.
2020년 미쉐린의 연구에 따르면 탄소 나노튜브로 강화된 타이어는 다른 나노카본에 비해 나노입자 방출이 더 낮은 것으로 나타났습니다.
그러나 그래핀 생산 방법에는 에너지 비효율성, 높은 물 요구량, 독한 화학물질 사용과 같은 문제도 있습니다.
3. 친환경 기술의 잠재적 응용 분야
탄소 나노튜브는 널리 사용되지는 않지만, 여러 친환경 기술을 구현할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.
콘크리트, 필름, 전자제품, 특히 리튬 이온 배터리와 같은 응용 분야에 사용될 수 있습니다.
탄소 나노튜브는 리튬 이온 배터리의 전도성 첨가제, 특히 음극에서 전도성 페이스트의 일부로서 핵심적인 역할을 합니다.
리튬 금속 음극뿐만 아니라 리튬-공기 또는 리튬-황 배터리와 같은 차세대 배터리에서 그 잠재력이 연구되고 있습니다.
4. 수명 주기 평가
탄소나노튜브를 친환경 소재로 간주할 수 있는지 판단하려면 원자재부터 생산 공정, 최종 활용에 이르기까지 탄소나노튜브의 수명 주기의 모든 측면을 고려해야 합니다.
다른 전도성 탄소 첨가제와의 비교도 이루어져야 합니다.
탄소 나노튜브의 성능, 가격대 및 기타 지표가 기존 생산 방식과 비교 가능한지 확인하는 것이 중요합니다.
5. 현재의 한계와 미래의 잠재력
결론적으로 탄소나노튜브는 거시적 규모에서 부서지기 쉽고 부드러운 섬유로 작용하기 때문에 널리 사용되지는 않습니다.
하지만 탄소 나노튜브는 특히 리튬 이온 배터리에서 친환경 기술을 구현할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.
탄소 나노튜브의 친환경성은 수명 주기와 대체 소재와의 비교에 따라 달라집니다.
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