Les nanotubes de carbone ne sont pas largement utilisés pour plusieurs raisons.
5 raisons principales expliquées
1. Propriétés mécaniques à l'échelle macroscopique
À l'échelle macroscopique, les nanotubes de carbone ne présentent souvent pas leurs fantastiques propriétés mécaniques.
Ils se comportent plutôt comme des fibres fragiles et souples, semblables aux fibres de graphite.
Ils sont donc facilement coupés par des matériaux plus durs comme l'acier.
2. Comparaison de l'impact sur l'environnement
Lorsque l'on considère le caractère écologique d'un matériau, il est important de le comparer à d'autres matériaux.
Les nanotubes de carbone, en tant qu'additif conducteur de carbone, peuvent être comparés au noir de carbone et au graphène.
Par rapport aux nanotubes de carbone et au graphène, le noir de carbone a généralement des émissions de CO2 plus élevées et des exigences de charge plus importantes dans les composites.
Une étude réalisée par Michelin en 2020 a montré que les pneus renforcés par des nanotubes de carbone libéraient moins de nanoparticules que les autres nanocarbones.
Toutefois, les méthodes de production du graphène présentent également leurs propres problèmes, tels que l'inefficacité énergétique, les besoins élevés en eau et l'utilisation de produits chimiques agressifs.
3. Applications potentielles dans les technologies vertes
Bien que les nanotubes de carbone ne soient pas encore largement utilisés, ils ont le potentiel de permettre la mise en œuvre de plusieurs technologies vertes.
Ils peuvent être utilisés dans des applications telles que le béton, les films, l'électronique, et en particulier dans les batteries lithium-ion.
Les nanotubes de carbone jouent un rôle clé en tant qu'additifs conducteurs dans les batteries lithium-ion, en particulier à la cathode en tant que partie de la pâte conductrice.
Ils ont été étudiés pour leur potentiel dans les batteries de la prochaine génération, comme les batteries lithium-air ou lithium-soufre, ainsi que dans les anodes lithium-métal.
4. Évaluation du cycle de vie
Pour déterminer si les nanotubes de carbone peuvent être considérés comme un matériau vert, il faut prendre en compte tous les aspects de leur cycle de vie, depuis les matières premières jusqu'à l'utilisation finale, en passant par les processus de production.
Des comparaisons avec d'autres additifs de carbone conducteur doivent également être effectuées.
Il est important de s'assurer que les performances, le prix et les autres paramètres des nanotubes de carbone sont comparables aux méthodes de production traditionnelles.
5. Limites actuelles et potentiel futur
En conclusion, les nanotubes de carbone ne sont pas largement utilisés en raison de leur comportement de fibres fragiles et souples à l'échelle macroscopique.
Cependant, ils ont le potentiel de permettre la mise en œuvre de technologies vertes, en particulier dans les batteries lithium-ion.
Le caractère écologique des nanotubes de carbone dépend de leur cycle de vie et des comparaisons avec des matériaux alternatifs.
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