Os nanotubos de carbono (CNT) são produzidos através de vários métodos, cada um com as suas próprias vantagens e desafios.
O método comercial mais dominante é a deposição química de vapor (CVD).
Outros métodos incluem a ablação por laser, a descarga por arco e tecnologias verdes emergentes, como a eletrólise de dióxido de carbono em sais fundidos e a pirólise de metano.
Cada método tem o seu próprio conjunto de parâmetros de processo que têm de ser optimizados para uma produção bem sucedida de CNT.
Quais são os métodos de produção de nanotubos de carbono (5 técnicas principais explicadas)
1. Deposição química de vapor (CVD)
A CVD é o método mais comum para a produção comercial de nanotubos de carbono.
Este processo envolve a decomposição de gases de hidrocarbonetos num catalisador metálico a altas temperaturas.
O catalisador metálico, normalmente ferro, cobalto ou níquel, é depositado num substrato.
À medida que o gás de hidrocarboneto flui sobre o catalisador, decompõe-se e os átomos de carbono depositam-se no catalisador, crescendo em nanotubos.
A CVD permite um bom controlo da estrutura e orientação dos nanotubos, tornando-a adequada para várias aplicações.
2. Ablação por laser
Este método envolve a utilização de um laser de alta potência para vaporizar um alvo de grafite num forno.
O carbono vaporizado condensa-se em nanotubos.
A ablação por laser é capaz de produzir nanotubos de carbono de parede simples de alta qualidade, mas é menos económica e escalável do que a CVD.
3. Descarga por arco elétrico
Na descarga por arco, um arco de alta corrente é atingido entre dois eléctrodos de grafite numa atmosfera de gás inerte.
O calor intenso vaporiza o ânodo e o carbono vaporizado forma nanotubos após o arrefecimento.
Este método também é eficaz, mas pode ser menos controlável e mais intensivo em energia do que a CVD.
4. Eletrólise do dióxido de carbono em sais fundidos
Este método captura o dióxido de carbono e utiliza a eletrólise em sais fundidos para produzir nanotubos de carbono.
Oferece uma abordagem sustentável através da utilização de gases com efeito de estufa, mas existem preocupações quanto à qualidade dos nanotubos produzidos.
5. Pirólise do metano
Este processo envolve a decomposição térmica do metano em hidrogénio e carbono sólido, que pode incluir nanotubos de carbono.
Empresas como a CarbonMeta Technologies e a Huntsman estão a explorar este método utilizando metano residual, sequestrando eficazmente as emissões de carbono.
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