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Erschienen in: Journal of Materials Science 4/2013

01.02.2013

On the importance of the structure in the electrical conductivity of fishbone carbon nanofibers

verfasst von: David Sebastián, Andrés G. Ruiz, Isabel Suelves, Rafael Moliner, María J. Lázaro

Erschienen in: Journal of Materials Science | Ausgabe 4/2013

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Abstract

Carbon nanofibers (CNFs) have a remarkable electrical conductivity resulting highly attractive for different applications such as composites or electronics due to their high quality/price ratio. Although it is known that their graphitic character provides a high conductivity, very little is known about the influence of the nanofibers structure on that property. In this study, CNFs characterized by different physical properties are prepared at diverse synthesis temperatures within a range (550–750 °C) in which significant structural and dimensional changes are accomplished and homogeneous nanofiber growth takes place. The electrical conductivity is determined on the powdery as-grown materials modifying the compaction degree by applying pressure. Because of a combination of structural features, the apparent electrical conductivity increases with synthesis temperature of CNFs, ranging from 50 S m−1 for the worst conducting CNFs at a low compaction degree (25 % of solid volume fraction) to 3 × 103 S m−1 for the best conducting CNFs at a high compaction degree (60 % of solid volume fraction). Further analysis is carried out applying the percolation theory to analyze the experimental data and the results suggest that both the orientation of the graphenes and the filament diameter distribution play a determining role in the intrinsic electrical conductivity with values in the interval 1.5 × 103 to 1.3 × 104 S m−1. These intrinsic values of electrical conductivity are found between one and two orders of magnitude higher than that of the powder, highlighting the also important effect of porosity.

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Literatur
4.
Zurück zum Zitat Tibbetts GG, Lake ML, Strong KL, Rice BP (2007) Comp Sci Technol 67:1709–1718CrossRef Tibbetts GG, Lake ML, Strong KL, Rice BP (2007) Comp Sci Technol 67:1709–1718CrossRef
5.
Zurück zum Zitat Kubota S, Nishikiori H, Tanaka N, Endo M, Fujii T (2005) J Phys Chem B 109:23170–23174CrossRef Kubota S, Nishikiori H, Tanaka N, Endo M, Fujii T (2005) J Phys Chem B 109:23170–23174CrossRef
6.
Zurück zum Zitat Liu Q, Ren W, Chen ZG, Yin L, Li F, Cong H, Cheng HM (2009) Carbon 47:731–736CrossRef Liu Q, Ren W, Chen ZG, Yin L, Li F, Cong H, Cheng HM (2009) Carbon 47:731–736CrossRef
7.
9.
Zurück zum Zitat Xuyen NT, Ra EJ, Geng HZ, Kim KK, An KH, Lee YH (2007) J Phys Chem B 111:11350–11353CrossRef Xuyen NT, Ra EJ, Geng HZ, Kim KK, An KH, Lee YH (2007) J Phys Chem B 111:11350–11353CrossRef
10.
Zurück zum Zitat Barranco V, Lillo-Ródenas MA, Linares-Solano A, Oya A, Pico F, Ibáñez J, Agullo-Rueda F, Amarilla JM, Rojo JM (2010) J Phys Chem C 114:10302–10307CrossRef Barranco V, Lillo-Ródenas MA, Linares-Solano A, Oya A, Pico F, Ibáñez J, Agullo-Rueda F, Amarilla JM, Rojo JM (2010) J Phys Chem C 114:10302–10307CrossRef
11.
Zurück zum Zitat Endo M, Kim YA, Hayashi T, Nishimura K, Matusita T, Miyashita K, Dresselhaus MS (2001) Carbon 39:1287–1297CrossRef Endo M, Kim YA, Hayashi T, Nishimura K, Matusita T, Miyashita K, Dresselhaus MS (2001) Carbon 39:1287–1297CrossRef
12.
Zurück zum Zitat Antolini E (2009) Appl Catal. B 88:1–24 Antolini E (2009) Appl Catal. B 88:1–24
13.
14.
15.
16.
Zurück zum Zitat Díez-Pascual AM, Naffakh M, González-Domínguez JM, Ansón A, Martínez-Rubi Y, Martínez MT, Simard B, Gómez MA (2010) Carbon 48:3500–3511CrossRef Díez-Pascual AM, Naffakh M, González-Domínguez JM, Ansón A, Martínez-Rubi Y, Martínez MT, Simard B, Gómez MA (2010) Carbon 48:3500–3511CrossRef
17.
Zurück zum Zitat Yang DJ, Wang SG, Zhang Q, Sellin PJ, Chen G (2004) Phys Lett A 329:207–213CrossRef Yang DJ, Wang SG, Zhang Q, Sellin PJ, Chen G (2004) Phys Lett A 329:207–213CrossRef
18.
Zurück zum Zitat Yang SB, Kong BS, Geng J, Jung HT (2009) J Phys Chem C 113:13658–13663CrossRef Yang SB, Kong BS, Geng J, Jung HT (2009) J Phys Chem C 113:13658–13663CrossRef
19.
20.
21.
Zurück zum Zitat Kim YJ, Kim YA, Chino T, Suezaki H, Endo M, Dresselhaus MS (2006) Small 2:339–345CrossRef Kim YJ, Kim YA, Chino T, Suezaki H, Endo M, Dresselhaus MS (2006) Small 2:339–345CrossRef
22.
Zurück zum Zitat Ismagilov ZR, Shalagina AE, Podyacheva OY, Ischenko AV, Kibis LS, Boronin AI, Chesalov YA, Kochubey DI, Romanenko AI, Anikeeva OB, Buryakov TI, Tkachev EN (2009) Carbon 47:1922–1929CrossRef Ismagilov ZR, Shalagina AE, Podyacheva OY, Ischenko AV, Kibis LS, Boronin AI, Chesalov YA, Kochubey DI, Romanenko AI, Anikeeva OB, Buryakov TI, Tkachev EN (2009) Carbon 47:1922–1929CrossRef
23.
Zurück zum Zitat Jiménez P, Castell P, Sainz R, Ansón A, Martínez MT, Benito AM, Maser WK (2010) J Phys Chem B 114:1579–1585CrossRef Jiménez P, Castell P, Sainz R, Ansón A, Martínez MT, Benito AM, Maser WK (2010) J Phys Chem B 114:1579–1585CrossRef
24.
26.
Zurück zum Zitat Kinoshita K (1988) Carbon: electrochemical and physicochemical properties. Wiley, New York Kinoshita K (1988) Carbon: electrochemical and physicochemical properties. Wiley, New York
27.
Zurück zum Zitat Kuznetsov VL, Butenko YV, Chuvilin AL, Romanenko AI, Okotrub AV (2001) Chem Phys Lett 336:397–404CrossRef Kuznetsov VL, Butenko YV, Chuvilin AL, Romanenko AI, Okotrub AV (2001) Chem Phys Lett 336:397–404CrossRef
28.
29.
Zurück zum Zitat Sebastián D, Suelves I, Moliner R, Lázaro MJ (2010) Carbon 48:4421–4431CrossRef Sebastián D, Suelves I, Moliner R, Lázaro MJ (2010) Carbon 48:4421–4431CrossRef
30.
Zurück zum Zitat Lázaro MJ, Sebastián D, Suelves I, Moliner R (2009) J Nanosci Nanotechnol 9:4353–4359CrossRef Lázaro MJ, Sebastián D, Suelves I, Moliner R (2009) J Nanosci Nanotechnol 9:4353–4359CrossRef
31.
Zurück zum Zitat Pinilla JL, Suelves I, Lázaro MJ, Moliner R, Palacios JM (2008) Int J Hydrogen Energy 33:2515–2524CrossRef Pinilla JL, Suelves I, Lázaro MJ, Moliner R, Palacios JM (2008) Int J Hydrogen Energy 33:2515–2524CrossRef
33.
Zurück zum Zitat Patrick JW (1985) Porosity in carbons. Edward Arnold, London Patrick JW (1985) Porosity in carbons. Edward Arnold, London
34.
Zurück zum Zitat Kuvshinov GG, Mogilnykh YI, Kuvshinov DG, Zaikovskii VI, Avdeeva LB (1998) Carbon 36:87–97CrossRef Kuvshinov GG, Mogilnykh YI, Kuvshinov DG, Zaikovskii VI, Avdeeva LB (1998) Carbon 36:87–97CrossRef
35.
36.
37.
Zurück zum Zitat Fenelonov VB, Derevyankin AY, Okkel LG, Avdeeva LB, Zaikovskii VI, Moroz EM, Salanov AN, Rudina NA, Lokholobov VA, Shaikhutdinov SK (1997) Carbon 35:1129–1140CrossRef Fenelonov VB, Derevyankin AY, Okkel LG, Avdeeva LB, Zaikovskii VI, Moroz EM, Salanov AN, Rudina NA, Lokholobov VA, Shaikhutdinov SK (1997) Carbon 35:1129–1140CrossRef
38.
Zurück zum Zitat Celzard A, Marêché JF, Payot F, Furdin G (2002) Carbon 40:2801–2815CrossRef Celzard A, Marêché JF, Payot F, Furdin G (2002) Carbon 40:2801–2815CrossRef
40.
41.
Zurück zum Zitat Pantea D, Darmstadt H, Kaliaguine S, Roy C (2003) Appl Surf Sci 217:181–193CrossRef Pantea D, Darmstadt H, Kaliaguine S, Roy C (2003) Appl Surf Sci 217:181–193CrossRef
42.
Zurück zum Zitat Sebastián D, Calderón JC, González-Expósito JA, Pastor E, Martínez-Huerta MV, Suelves I, Moliner R, Lázaro MJ (2010) Int J Hydrogen Energy 35:9934–9942CrossRef Sebastián D, Calderón JC, González-Expósito JA, Pastor E, Martínez-Huerta MV, Suelves I, Moliner R, Lázaro MJ (2010) Int J Hydrogen Energy 35:9934–9942CrossRef
Metadaten
Titel
On the importance of the structure in the electrical conductivity of fishbone carbon nanofibers
verfasst von
David Sebastián
Andrés G. Ruiz
Isabel Suelves
Rafael Moliner
María J. Lázaro
Publikationsdatum
01.02.2013
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science / Ausgabe 4/2013
Print ISSN: 0022-2461
Elektronische ISSN: 1573-4803
DOI
https://doi.org/10.1007/s10853-012-6893-1

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