This invention relates to novel three-dimensional (3D) carbon fibers which
are original (or primary) carbon fibers (OCF) with secondary carbon
filaments (SCF) grown thereon, and, if desired, tertiary carbon filaments
(TCF) are grown from the surface of SCF forming a filamentous carbon
network with high surface area. The methods and apparatus are provided for
growing SCF on the OCF by thermal decomposition of carbonaceous gases (CG)
over the hot surface of the OCF without use of metal-based catalysts. The
thickness and length of SCF can be controlled by varying operational
conditions of the process, e.g., the nature of CG, temperature, residence
time, etc. The optional activation step enables one to produce 3D
activated carbon fibers with high surface area. The method and apparatus
are provided for growing TCF on the SCF by thermal decomposition of
carbonaceous gases over the hot surface of the SCF using metal catalyst
particles.
Αυτή η εφεύρεση αφορά τις νέες τρισδιάστατες (3D) ίνες ίνες άνθρακα που είναι αρχικού (ή αρχικού) άνθρακα (OCF) με τις δευτεροβάθμιες ίνες άνθρακα (SCF) που αυξάνονται επ'αυτού, και, εάν οι επιθυμητές, τριτογενείς ίνες άνθρακα (TCF) αυξάνονται από την επιφάνεια SCF που διαμορφώνει ένα filamentous δίκτυο άνθρακα με την υψηλή περιοχή επιφάνειας. Οι μέθοδοι και οι συσκευές προβλέπονται την ανάπτυξη SCF στο OCF από τη θερμική αποσύνθεση των ανθρακούχων αερίων (CG) πέρα από την καυτή επιφάνεια του OCF χωρίς χρήση των μέταλλο-βασισμένων στον καταλυτών. Το πάχος και το μήκος SCF μπορούν να ελεγχθούν από τις ποικίλες συνθήκες λειτουργίας της διαδικασίας, π.χ., η φύση του CG, θερμοκρασία, χρόνος κατοικιών, κ.λπ.... Το προαιρετικό βήμα ενεργοποίησης επιτρέπει σε ενός για να παραγάγει τις τρισδιάστατες ενεργοποιημένες ίνες άνθρακα με την υψηλή περιοχή επιφάνειας. Η μέθοδος και οι συσκευές προβλέπονται την ανάπτυξη TCF στο SCF από τη θερμική αποσύνθεση των ανθρακούχων αερίων πέρα από την καυτή επιφάνεια του SCF χρησιμοποιώντας τα μόρια καταλυτών μετάλλων.
