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Carbon Nanotube Sponges, Aerogels, and Hierarchical Composites: Synthesis, Properties, and Energy Applications

材料科学 碳纳米管 超级电容器 复合材料 气凝胶 多孔性 聚合物 纳米技术 电极 电化学 物理化学 化学
作者
Zhiqiang Lin,Zhiping Zeng,Xuchun Gui,Zikang Tang,Mingchu Zou,Anyuan Cao
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:6 (17) 被引量:213
标识
DOI:10.1002/aenm.201600554
摘要

Carbon nanotube (CNT) aerogels and sponges are macroscopic porous materials with a unique isotropic structure. CNTs make an interconnected 3D scaffold, therefore the resulting aerogels are robust, highly conductive, and flexible, enabling a much broader range of applications than aligned arrays and thin films, especially in energy and environmental areas. A comprehensive overview of the recent progress in isotropic CNT‐based macroscopic structures is provided, including their synthesis methods, structural characteristics, mechanical properties, and deformation mechanism, as well as potential applications in energy and environmental fields. In particular, this study focuses on the CNT sponges developed, which are high‐performance porous materials with many distinct properties such as their versatile deformations and shape recovery. Importantly, the CNT sponges provide a universal platform for designing and manufacturing a variety of hierarchical functional composites by introducing polymers or inorganic guests, thus greatly extend application areas from highly compressible electrodes for supercapacitors and batteries, catalysis, to environmental cleanup. Future research directions and associated challenges in this field are proposed.
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