ผงคาร์บอนแบล็คนำไฟฟ้า สุดยอด Pเนื่องจากเป็นวัสดุคาร์บอนแบล็กที่มีคุณสมบัติการนำไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม จึงใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาต่างๆ เช่น แบตเตอรี่ ซูเปอร์คาปาซิเตอร์ สารเคลือบตัวนำ เป็นต้น วัสดุนี้มีระดับกราไฟต์สูงและมีรูปร่างเฉพาะตัว ซึ่งให้คุณสมบัติการนำไฟฟ้าและความเสถียรทางเคมีสูง
วิธีการสังเคราะห์
ผงซุปเปอร์พีเป็นวัสดุนาโนชนิดพิเศษที่สามารถเตรียมได้หลายวิธี เช่น การสกัดถ่านหิน การกราไฟไทเซชัน และการสะสมไอเคมี หนึ่งในวิธีการเตรียมที่ใช้กันมากที่สุดคือการสกัดถ่านหิน กระบวนการกราไฟไทเซชันที่อุณหภูมิสูงทำให้สารอินทรีย์ในถ่านหินถูกเปลี่ยนเป็นคาร์บอนแบล็ก จากนั้นจึงนำไปผ่านกระบวนการทางกายภาพและทางเคมีหลายขั้นตอนเพื่อให้ได้ผงซูเปอร์ฟอสเฟต (สุดยอด P ผง) ที่มีคุณสมบัติการนำไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม
ฟังก์ชั่นหลัก
ในอิเล็กโทรด (บวกหรือลบ) ของแบตเตอรี่ การนำไฟฟ้าของวัสดุที่ใช้งาน (เช่น ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต ลิเธียมไอออน (LiFePO4), ลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์ ลิเทียมโคโอทู, กราไฟต์, คาร์บอนแข็ง ฯลฯ) มักจะไม่เหมาะสม
การผสม สุดยอด P ผง ในปริมาณเล็กน้อย (โดยปกติ 1% -10% ของน้ำหนักอิเล็กโทรดทั้งหมด โดยทั่วไป 3% -5%) กับสารออกฤทธิ์และสารยึดเกาะสามารถ:
สร้างเส้นทางการนำไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพระหว่างอนุภาคสารออกฤทธิ์และระหว่างอนุภาคและตัวรวบรวมกระแสไฟฟ้า (เช่น แผ่นฟอยล์อลูมิเนียม แผ่นฟอยล์ทองแดง)
ลดความต้านทานภายในของอิเล็กโทรดได้อย่างมีนัยสำคัญ
ปรับปรุงอัตราการใช้สารออกฤทธิ์โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างการชาร์จและการระบายกระแสไฟสูง
ปรับปรุงประสิทธิภาพอัตราการชาร์จ (ความสามารถในการชาร์จและการปล่อยประจุอย่างรวดเร็ว) และอายุการใช้งานของแบตเตอรี่
ลักษณะโครงสร้าง
ลักษณะโครงสร้างของผงซุปเปอร์พีส่วนใหญ่สะท้อนให้เห็นได้จากโครงสร้างจุลภาคและองค์ประกอบทางเคมี เมื่อตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด ผงซุปเปอร์พีมีการกระจายตัวของอนุภาคที่สม่ำเสมอ โดยทั่วไปขนาดอนุภาคจะอยู่ระหว่าง 10-30 นาโนเมตร การวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีแสดงให้เห็นว่าผงซุปเปอร์พีประกอบด้วยธาตุคาร์บอนเป็นหลัก แต่ก็มีออกซิเจน ไนโตรเจน และธาตุเจือปนอยู่บ้าง
แอปพลิเคชันการจัดเก็บพลังงาน
ผง สุดยอด P มีโอกาสนำไปประยุกต์ใช้อย่างกว้างขวางในสาขาการกักเก็บพลังงาน ในฐานะส่วนประกอบสำคัญของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ผง สุดยอด P สามารถใช้เป็นวัสดุอิเล็กโทรดลบ ทำหน้าที่เป็นช่องทางนำไฟฟ้าและจุดแอคทีฟสำหรับปฏิกิริยาการแทรกลิเธียม ซึ่งช่วยเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานและความเสถียรของวงจรของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ผง สุดยอด P ยังสามารถใช้เป็นวัสดุอิเล็กโทรดสำหรับตัวเก็บประจุแบบซูเปอร์คาปาซิเตอร์ ด้วยคุณสมบัติความหนาแน่นพลังงานสูง อายุการใช้งานยาวนาน และการชาร์จและคายประจุที่รวดเร็ว
การประยุกต์ใช้งานอิเล็กทรอนิกส์
ในด้านอิเล็กทรอนิกส์ ผง สุดยอด P มีศักยภาพสูงในด้านอิเล็กทรอนิกส์แบบยืดหยุ่น ด้วยคุณสมบัติการนำไฟฟ้าและความยืดหยุ่นที่ยอดเยี่ยม ผง สุดยอด P จึงสามารถนำไปใช้ผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบยืดหยุ่นได้ เช่น จอแสดงผลแบบยืดหยุ่น อุปกรณ์สวมใส่ และแบตเตอรี่แบบม้วนได้ การใช้งานเหล่านี้จะช่วยเปลี่ยนแปลงรูปแบบและการใช้งานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบดั้งเดิมอย่างมาก มอบประสบการณ์การใช้งานที่สะดวกสบายยิ่งขึ้น
การเพิ่มประสิทธิภาพ
นอกจากการกักเก็บพลังงานและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แล้ว ผง สุดยอด P ยังถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในการเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยา ด้วยคุณสมบัติการนำไฟฟ้าสูงและพื้นที่ผิวจำเพาะขนาดใหญ่ จึงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพปฏิกิริยาและฤทธิ์เร่งปฏิกิริยา ยกตัวอย่างเช่น การผสมผง สุดยอด P เข้ากับตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะมีค่า จะทำให้สามารถเตรียมตัวเร่งปฏิกิริยาประสิทธิภาพสูงสำหรับกระบวนการเร่งปฏิกิริยาด้วยไฟฟ้า เช่น ปฏิกิริยารีดักชันออกซิเจน (ออร์) และปฏิกิริยารีดักชันไฮดรอกไซด์ (ของเธอ) ได้
