Superkondensaattoreihin saadaan lisää kapasiteettia hiilinanoputkilla. Oulussa ensi viikon perjantaina tarkastettavan Anne-Riikka Raution väitöskirjan mukaan hiilinanoputkien ominaiskapasitanssia voidaan nostamaan kasvattamalla putkien ominaispinta-alaa yksinkertaisella hapetusreaktiolla.

Anna-Riikka Rautio tutki väitöskirjaansa varten hiilinanoputkia sekä titaanidioksidinanojohtimia, yksiulotteisia nanomateriaaleja, ja vertasi niiden rakenteellista ja toiminnallista stabiiliutta perinteisiin vastineisiin.

Suurin osa kaikista materiaalien valmistus- ja jalostusreaktioista on tutkijan mukaan katalyyttisia prosesseja, minkä vuoksi uusien ja kestävämpien katalyyttimateriaalien kehitys on jatkuvasti käynnissä.

Katalyyttitukimateriaalin pilaantuminen ja katalyyttinanopartikkelien koon kasvaminen johtavat vätöskirjan mukaan siihen, että katalyyttiset materiaalit eivät enää toimi, mikä voi aiheuttaa sekä vakavia taloudellisia että ympäristöhaittoja.

Hiilipohjaisista tukimateriaaleista hiilinanoputket osoittautuivat tutkimuksissa perinteisiä hiilipohjaisia tukimateriaaleja lämpötilakestävämmäksi, mutta olivat kuitenkin herkempiä korkeille lämpötiloille kuin metallioksidi tukimateriaalit.

Kokeissa selvisi, että hiilinanoputkipohjaiset katalyytit voivat menettää aktiivisuutensa tukimateriaalin katalyyttisen hapettumisen tai hajoamisen vuoksi jo kohtalaisissa lämpötiloissa. Tämä asettaa rajoitteita hiilinanoputkipohjaisten katalyyttien käyttöolosuhteille.

Valmistettuja nanomateriaaleja käytettiin onnistuneesti superkondensaattorin elektrodimateriaalin lisäksi vedyn valmistuksessa etanolista höyryreformointireaktiolla ja hienokemikaalien valmistuksessa sitraalin vedytyksellä. Sekä hiilinanoputki- että TiO2-nanojohdinpohjaiset katalyytit toimivat testatuissa katalyyttisissa reaktioissa paremmin kuin niiden perinteiset vastineet.

Filosofian maisteri Anne-Riikka Rautio väittelee Oulun yliopistossa ensi viikon perjantainan 18.3.2016 aiheesta ’’On the stability of carbon nanotube and titania nanowire based catalyst materials: from synthesis to applications’’ eli hiilinanoputki- ja titaanidioksidinanojohdinpohjaisten katalyyttien stabiilius: Synteesistä sovelluksiin.

LISÄÄ: Väitöskirja (LINKKI, pdf, 8,6 Mt)

KUVA: IBM (Uusiteknologia.fi, LINKKI)