Neues Nanomaterial behält Leitfähigkeit auch in 3D

Forscher der Case Western Reserve University http://case.edu  haben einen einstufigen Prozess zur Herstellung von nahtlosen kohlenstoffbasierten Nanomaterialien entwickelt und somit den Weg frei gemacht für noch neue thermische, elektrische und mechanische Eigenschaften in dreidimensionaler Form.

Für hocheffiziente Batterien

Die Experten sehen in dem neu entwickelten Material Potenzial zur Anwendung für die Energiespeicherung in hocheffizienten Batterien und Kondensatoren.

Auch bietet es einen Nutzen zur Effizienzsteigerung von Solarzellen und mit der leichtgewichtigen thermischen Ummantelung.

Verwendet als Gegenelektrode in einer farbsensitiven Solarzelle, steigert das Material die Effizienz einer Solarzelle um 6,8 Prozent.

Kohlenstoffnanoröhrchen können entlang einer eindimensionalen Längsseite oder auch als zweidimensionales Graphen sehr leitfähig sein.

Jedoch konnten die Materialien aufgrund der schlechten Zwischenschichtleitung, die dem zweistufigen Verschmelzungsprozess bei der Herstellung geschuldet sind, in 3D bislang nicht die Erwartungen in Sachen Leitfähigkeit erfüllen.

Gute elektrische Wärmeleiter

„In unserem einstufigen Prozess sieht das Interface wie eine einzige Graphenschicht aus. Das macht es zu einem exzellenten elektrischen Wärmeleiter“, unterstreicht Liming Dai, einer der Leiter des Projekts.

Tests hätten gezeigt, dass das Material eine ideale Elektrode für hocheffiziente Energiespeicherung darstelle.

Die Kapazität betrug 89,4 Millifarad pro Quadratzentimeter. Vorgängermaterialien schafften nur rund 25 Millifarad pro Zentimeter. Neben den schon erwähnten Einsatzmöglichkeiten bieten sich jedoch noch weitere Nutzungsoptionen für das Material.

„Es kann für sensitive Sensoren, Wearable Electronics, thermisches Management oder multifunktionale Flugraumsysteme benutzt werden“, so Dai.