中国碳纳米管研究持续领跑，香港城大突破助力清洁能源发展

中国碳纳米管研究持续领跑，香港城大突破助力清洁能源发展

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大众网教育频道

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来源

1.

https://www.dzwww.com/xinwen/jishixinwen/202501/t20250120_15418716.htm

2.

https://m.thepaper.cn/newsDetail_forward_26906084

3.

https://www.cityu.edu.hk/zh-cn/research/stories/2024/02/07/curved-carbon-nanotubes-enhance-electrocatalysts-carbon-neutrality

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https://www.research.pku.edu.cn/bdkyjz/1378245.htm

5.

https://m.renrendoc.com/paper/316672424.html

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https://www.opticsjournal.net/News/PT241209000017IoLrO.html

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https://www.eurekalert.org/news-releases/1033779?language=chinese

碳纳米管，这种由碳原子组成的纳米级管状材料，因其卓越的机械、电学和热学性能，被誉为“新材料之王”。近年来，中国在碳纳米管研究领域持续领跑，从清华大学成功制造70厘米长的碳纳米管，到北京大学研发出动态强度高达14GPa的碳纳米管纤维，一系列突破性成果令人瞩目。

2024年2月，香港城市大学（城大）化学系叶汝全教授领导的研究团队在《自然催化》期刊发表重要研究成果，揭示了单壁碳纳米管在电催化领域的巨大潜力。

研究团队发现，通过使用不同直径的碳纳米管基底，可以调控酞菁钴（CoPc）分子的弯曲角度，从而显著提升其电催化性能。实验结果显示，这种弯曲的分子电催化剂能够将二氧化碳转化为甲醇的效率提升至60%，远超过传统方法。

这一突破不仅为开发高性能分子电催化剂开辟了新路径，更为实现全球碳中和目标提供了新的技术方案。叶教授表示：“我们的研究结果表明，碳纳米管是CoPc等催化剂的理想支撑载体材料。因为碳纳米管的大比表面积，容易分散纳米粒子，避免粒子聚在一起，而且具有高电子电导率，因此在电化学应用中极具前景。”

除了在电催化领域的突破，碳纳米管在清洁能源领域的应用正日益广泛。日本电装公司与芬兰Canatu公司签署合作备忘录，共同推进碳纳米管技术在自动驾驶和环保领域的应用。双方计划开发透明加热器、车载摄像头加热器等产品，以提升驾驶安全性并推进碳中和目标。

此外，碳纳米管在太阳能电池、超级电容器等清洁能源设备中也展现出巨大潜力。其优异的导电性和机械性能，使其成为制备高效、柔性能源器件的理想材料。

碳纳米管的高强度和轻质特性，使其成为太空电梯缆绳的首选材料。中国在这一领域的研究进展备受关注，清华大学成功制造70厘米长的碳纳米管，并计划实现工业化生产。北京科技大学则研发出多级缆索系统设计，进一步提升承载能力。

一旦太空电梯建成，将大幅降低太空运输成本，从每千克数万美元降至约200美元，为人类探索太空开辟新的途径。而这一切，都离不开碳纳米管这一关键材料的持续创新。

从清洁能源到太空探索，碳纳米管正以前所未有的速度改变着人类社会。中国在这一领域的持续领跑，不仅体现了科技创新的实力，更为全球可持续发展提供了新的可能。随着研究的不断深入，我们有理由相信，碳纳米管将在更多领域展现其独特价值，为人类创造更加美好的未来。