TR2023016816T2 - GRAPHENE NANORIBBONS AS ELECTRODE MATERIALS IN ENERGY STORAGE DEVICES - Google Patents

Abstract

Burada, tek tip uzunlukta ve %90'dan fazla saflıkta grafen nanoşeritler ihtiva eden elektrotlar sağlanır. Ayrıca burada, elektrotların tek tip uzunlukta ve %90'dan daha fazla saflıkta grafen nanoşeritler ihtiva ettiği enerji depolama cihazları da sağlanır. Enerji depolama cihazı örneğin bir lityum-iyon pil, bir lityum-iyon polimer pil, bir katı hal pili veya bir ultrakapasitör olabilir.Here, electrodes containing graphene nanoribbons of uniform length and purity of more than 90% are provided. Also provided herein are energy storage devices in which the electrodes comprise graphene nanoribbons of uniform length and greater than 90% purity. The energy storage device may, for example, be a lithium-ion battery, a lithium-ion polymer battery, a solid-state battery or an ultracapacitor.

Description

TARIFNAME ENERJI DEPOLAMA CIHAZLARINDA ELEKTROT MALZEMELERI OLARAK GRAFEN NANOSERITLER TEKNIK ALAN Burada, birömek uzunlukta ve %90'dan fazla saflikta grafen nanoseritler ihtiva eden elektrotlar saglanir. Ayrica burada, elektrotlarin birömek uzunlukta ve %90'dan daha fazla saflikta grafen nanoseritler ihtiva ettigi enerji depolama cihazlari da saglanir. Enerji depolama cihazi örnegin bir lityum-iyon pil, bir lityum-iyon polimer pil, bir kati hal pili veya bir ultrakapasitör olabilir. ÖNCEKI TEKNIK Örnegin lityum-iyon piller, lityum-iyon polimer piller, kati hal pilleri ve ultrakapasitörler gibi enerji depolama cihazlari, örnegin bilgisayarlar, elektrikli araçlar, cep telefonlari vb. gibi birçok modern cihaza yönelik güç kaynaklaridir. Yukaridaki enerji depolama cihazlari tipik olarak bir veya daha fazla elektrot ihtiva eder. Grafen nanoseritler (GNR'ler), enerji depolama cihazlarinda faydali olabilecek olaganüstü elektriksel ve fiziksel özelliklere sahip, iyi bilinen karbon allotrop grafitik karbonun tek veya birkaç katmanidir. GNR'ler, yapisal olarak, genislik veya kalinliktan çok daha uzun olan uzunluk ile yüksek bir en-boy oranina sahiptir Önceki arastirmalar, GNR'leri ihtiva eden elektrotlara sahip enerji depolama cihazlarinin, yalnizca geleneksel elektrotlari ihtiva eden enerji depolama cihazlarina kiyasla üstün performans sagladigini göstermistir. Ancak, GNR içeren elektrotlara sahip enerji depolama cihazlari pahalidir ve GNR'ler yetersiz uzunlukta ve safliktadir. GNR'ler tipik olarak karbon nanotüplerden (CNT'ler) kimyasal çözme yoluyla hazirlanir ve GNR'lerin kalitesi CNT baslangiç malzemelerinin safligina baglidir. Son zamanlarda, CNT'leri iyi verim ve yüksek saflikta GNR'lere dönüstüren yöntemler gelistirilmistir (Hirsch, safligi ve homojenligi, CNT'lerin üretim yöntemi ile belirlenir. Mevcut CNT üretim yöntemleri tipik olarak, örnegin metal katalizörler ve amorf karbon gibi önemli safsizliklar ihtiva eden CNT'ler üretir. Önemli miktarda metal katalizör ve amorf karbon ile kirlenmemis malzeme saglamak için CNT sentezinden sonra tipik olarak saflastirma adimlari gereklidir. CNT saflastirma adimlari büyük ve pahali kimyasal tesisler gerektirir, bu da %90'dan fazla saflikta büyük miktarlarda CNT üretimini son derece maliyetli hale getirir. Ayrica, mevcut CNT üretim yöntemleri düsük yapisal homojenlige sahip CNT'ler (yani, degisken uzunluklarda CNT'ler) üretir. Buna göre, enerji depolama cihazlarinda kullanilmak üzere yüksek saflikta ve birömek uzunlukta GNR'ler ihtiva eden, ucuz bir sekilde üretilen, birömek uzunlukta ve yüksek saflikta elektrotlara ihtiyaç duyulur. KISA AÇIKLAMA Bu ve diger ihtiyaçlar, bir açidan, birömek uzunlukta ve %90'dan fazla saflikta grafen nanoseritler ihtiva eden elektrotlar saglanarak karsilanir. Baska bir açidan, birömek uzunlukta ve %90'dan fazla saflikta grafen nanoseritler ihtiva eden bir veya iki elektrot barindiran elektrokimyasal hücreler saglanir. Bir baska açidan, bir lityum-iyon pil saglanmistir. Lityum-iyon pil, birömek uzunlukta ve arasina yerlestirilmis bir sivi elektrolit ve katot ile anot arasinda bir ayirici ihtiva eden bir muhafazaya sahiptir. Yine bir baska açidan, bir lityum-iyon polimer pil saglanmistir. Lityum-iyon polimer pil, birömek uzunlukta ve %90'dan fazla saflikta grafen nanoseritler ihtiva eden bir veya iki elektrot, bir anot ve bir katot arasina yerlestirilmis bir polimer elektrolit ve katot ile anot arasinda bir ayirici ihtiva eden bir muhafazaya sahiptir. Bir baska açidan, bir lityum-iyon polimer pil saglanmistir. Lityum-iyon polimer pil, birömek uzunlukta ve %90'dan fazla saflikta grafen nanoseritler ihtiva eden bir veya iki elektrot, bir anot ve bir katot arasina yerlestirilmis bir polimer elektrolit ve katot ile anot arasinda bir ayirici ihtiva eden bir muhafazaya sahiptir. Bir baska açidan, bir kati hal bataryasi saglanmistir. Kati hal bataryasi, homojen genislikte ve katot arasina yerlestirilmis kati bir elektrolit ihtiva eden bir muhafazaya sahiptir. Bir baska açidan, bir ultrakapasitör saglanmistir. Ultrakapasitör, birömek uzunlukta ve toplayiciya, elektrotlar arasina yerlestirilmis bir sivi elektrolite ve mevcut elektrotlar arasinda bir ayiriciya sahiptir. SEKILLERIN KISA AÇIKLAMASI Sekil 1'de karbon nanotüplerin sentezi için bir örnek akis semasi gösterilir; bu sema bir substrat üzerinde katalizör biriktirme; bir substrat üzerinde karbon nanotüpler olusturma; karbon nanotüpleri substratlardan ayirma ve yüksek saflikta ve yapisal homojenlikte karbon nanotüpleri toplama adimlarini ihtiva eder. Sekil 2'de karbon nanotüplerin sentezi için örnek bir akis semasi gösterilir; bu sema bir substrat üzerinde karbon nanotüplerin olusturulmasi, karbon nanotüplerin substratlardan ayrilmasi ve yüksek saflikta ve yapisal homojenlikte karbon nanotüplerin toplanmasi adimlarini ihtiva eder. Sekil 3'te karbon nanotüplerin sürekli sentezi için örnek bir akis semasi gösterilir; bu sema sürekli hareket eden bir substrat üzerine sürekli olarak katalizör biriktirme; hareketli substrat üzerinde CNT'ler olusturma; CNT'leri hareketli substratda ayirma ve yüksek saflikta ve yapisal homoj enlikte karbon nanotüpleri toplama adimlarini ihtiva eder. Sekil 4'te karbon nanotüplerin sürekli sentezi için örnek bir akis semasi gösterilir; bu sema metal substrat içeren hareketli substrat üzerinde CNT'lerin olusturulmasi; CNT'lerin hareketli substratdan ayrilmasi ve yüksek saflikta ve yapisal homojenlikte karbon nanotüplerin toplanmasi adimlarini ihtiva eder. Sekil 5, karbon nanotüplerin sürekli sentezi için bir cihazi sematik olarak gösterir; bu cihaz, substrati modüller boyunca ilerletmek için bir tasima modülü; bir katalizör modülü; bir nanotüp sentez modülü; bir ayirma modülü ve bir toplama modülü gibi sirayla yerlestirilmis çesitli modüller ihtiva eder. Sekil 6, karbon nanotüplerin sürekli sentezi için substratin kapali döngü beslemesine sahip bir cihazi sematik olarak gösterir; bu cihaz, substrati modüller boyunca ilerletmek için bir tasima modülü; bir katalizör modülü; bir nanotüp sentez modülü; bir ayirma modülü ve bir toplama modülü gibi sirayla yerlestirilmis çesitli modüller ihtiva eder. Sekil 7'de örnek bir ayirma modülü sematik olarak gösterilir. Sekil 8, nanotüp sentez modülünde kullanilabilecek birden fazla substrat ihtiva eden bir dikdörtgen kuvars haznesinin yatay görünümünü sematik olarak gösterir. Sekil 9 nanotüp sentez modülünde kullanilabilecek birden fazla substrat içeren bir dikdörtgen kuvars haznesinin perspektif görünümünü gösterir. Sekil 10, burada açiklanan yöntem ve aparatlarla üretilen MWCNT'ler için %99.4'ten fazla saflik gösteren TGA sonuçlarini gösterir. Sekil 11, burada açiklanan yöntem ve aparatlarla üretilen MWCNT'lerin endüstriyel sinif örneklerle karsilastirildiginda oldukça kristal oldugunu gösteren Raman spektrumunu gösterir. Sekil 12, burada açiklanan yöntemlerle üretilen grafen nanoseritlerin endüstriyel sinif örneklerle karsilastirildiginda kristal oldugunu gösteren Raman spektrumunu gösterir. Sekil 13, burada açiklanan yöntemlerle üretilen grafen nanoseritlere yönelik %99'dan fazla saflik gösteren TGA sonuçlarini gösterir. Sekil 14, burada açiklanan prosedürlerle yapilan GNR'lerin bir SEM görüntüsünü gösterir. Sekil 15 bir elektrokimyasal hücreyi gösterir. Sekil 16 bir kati hal bataryasini gösterir. Sekil 17 bir ultrakapasitörü gösterir. Sekil 18 bir standart akiskan yatakli reaktörde üretilen CNT'lerin SEM görüntüsünü gösterir. Sekil 19 A, burada açiklanan prosedürlerle yapilan CNT'lerin bir SEM görüntüsünü gösterir. Sekil 19 B, burada açiklanan prosedürlerle yapilan CNT'lerin bir SEM görüntüsünü gösterir. Sekil 20 grafit anot ile Si parçaciklarindan (%20) olusan bir bulamacin SEM görüntüsünü gösterir. Sekil 21 nikel manganez kobalt parçaciklari ve grafit anotlu %0.5 GNR'lerden olusan bir bulamacin SEM görüntüsünü gösterir. Sekil 22 nikel manganez kobalt parçaciklari ve grafit anotlu %1.0 GNR'lerden olusan bir bulamacin SEM görüntüsünü gösterir. Sekil 23 farkli iletken katki maddelerine sahip %20 Si-Grafit elektrot katmanlarinin tabaka direncini gösterir. Sekil 24, %0.5 GNR içeren %20 Si-grafit elektrot katmanlarinin SEM görüntüsünü gösterir. Sekil 25, elektrot GNR'ler ihtiva ettiginde farkli elektrot katmani kalinliklarindaki kapasitans sonuçlarini gösterir. Sekil 26 elektrot GNR ihtiva etmediginde farkli elektrot katmani kalinliklarindaki kapasitans sonuçlarini gösterir. Sekil 27, GNR'lerin eklendigi ve eklenmedigi katman kalinligina karsi kapasitansi gösterir. DETAYLI AÇIKLAMA Tanimlamalar Aksi tanimlanmadikça, kullanilan tüm teknik ve bilimsel terimler dahil, bu bulusun ait oldugu teknikte kalifiye bir kisi tarafindan yaygin olarak anlasildigi anlama sahiptir. Burada bir terim için birden fazla tanim varsa, aksi belirtilmedikçe bu bölümdekiler geçerli olacaktir. Burada kullanildigi sekliyle "karbon nanotüpler" silindirik bir yapiya sahip karbon allotroplarina atifta bulunur. Karbon nanotüpler, C5 ve/Veya C7 halka yapilarinin dahil edilmesi gibi kusurlara sahip olabilir, böylelikle karbon nanotüp düz olmayabilir, sarmal yapilar barindirabilir ve C-C baglanma düzeninde rastgele dagilmis kusurlu bölgeler barindirabilir. Karbon nanotüpler bir veya daha fazla es merkezli silindirik katman barindirabilir. Burada kullanilan "karbon nanotüpler" terimi tek duvarli karbon nanotüpleri, çift duvarli karbon nanotüpleri, saflastirilmis formda tek basina veya bunlarin karisimi olarak çok duvarli karbon nanotüpleri ihtiva eder. Bazi yapilandirmalarda, karbon nanotüpler çok duvarlidir. Diger yapilandirmalarda, karbon nanotüpler tek duvarlidir. Yine diger yapilandirmalarda, karbon nanotüpler çift duvarlidir. Yine diger yapilandirmalarda, karbon nanotüpler tek duvarli ve çok duvarli nanotüplerin bir karisimidir. Yine diger yapilandirmalarda, karbon nanotüpler tek duyarli ve çift duvarli nanotüplerin bir karisimidir. Yine diger yapilandirmalarda, karbon nanotüpler çift duvarli ve çok duvarli nanotüplerin bir karisimidir. Yine diger yapilandirmalarda, karbon nanotüpler tek duvarli, çift duvarli ve çok duvarli nanotüplerin bir karisimidir. Burada kullanildigi sekliyle "çok duyarli karbon nanotüpler", grafit gibi ara katman mesafelerine sahip çok sayida es merkezli olarak iç içe geçmis grafen tabakalardan olusan karbon nanotüplerine atifta bulunur. Burada kullanildigi sekliyle "çift duvarli karbon nanotüpler", iki merkezi olarak iç içe geçmis grafen tabakalarina sahip karbon nanotüplerine atifta bulunur. Burada kullanildigi sekliyle "tek duvarli karbon nanotüpler" tek bir silindirik grafen katmanina sahip karbon nanotüplerine atifta bulunur. Burada kullanildigi sekliyle "dikey olarak hizalanmis karbon nanotüpler", karbon nanotüp yapilarinin fiziksel olarak substrata dik olarak hizalandigi bir substrat üzerinde biriktirilen bir dizi karbon nanotüpe atifta bulunur. Burada kullanildigi sekliyle "katalizörler" veya "metal katalizörler", hidrokarbon gazlarinin parçalanmasinda kullanilan ve kimyasal buhar biriktirme islemi ile karbon nanotüplerin olusumuna yardimci olan Fe, Ni, Co, Cu, Ag, Pt, Pd, Au, vb. gibi bir metale veya metal Burada kullanildigi sekliyle "kimyasal buhar biriktirme" plazma destekli kimyasal buhar biriktirme, termal kimyasal buhar biriktirme, alkol katalitik CVD, buhar fazi büyümesi, aeroj el destekli CVD ve lazer destekli CVD'ye atifta bulunur. Burada kullanildigi sekliyle "plazma destekli kimyasal buhar biriktirme" bir hidrokarbon gaz karisimini bir yüzey üzerinde karbon nanotüpleri biriktiren uyarilmis türlere dönüstürmek için plazma (örnegin, kizdirma desarj i) kullanimina atifta bulunur. Burada kullanildigi sekliyle "termal kimyasal buhar biriktirme", karbon nanotüpleri bir yüzey üzerinde biriktirmek için kullanilabilecek bir katalizör varliginda hidrokarbon buharinin termal ayrismasina atifta bulunur. Burada kullanildigi sekliyle "fiziksel buhar biriktirme", istenen film malzemesinin buharlastirilmis halinin film malzemeleri üzerine yogunlastirilmasi yoluyla ince filmlerin biriktirilmesi için kullanilan vakumlu biriktirme yöntemlerini ifade eder ve katodik ark biriktirme, elektron isini biriktirme, buharlastirmali biriktirme, darbeli lazer biriktirme ve püskürtmeli biriktirme gibi teknikleri ihtiva eder. Burada kullanildigi sekliyle "karbon nanotüplerin olusturulmasi", bir reaksiyon haznesinde bir substrat üzerinde karbon nanotüplerin olusturulmasi için burada açiklanan kimyasal ve fiziksel buhar biriktirme yöntemleri de dahil olmak üzere herhangi bir buhar biriktirme islemine atifta bulunur. Burada kullanildigi sekliyle "ultrakapasitörler" elektrokimyasal kapasitörleri, elektriksel çift katmanli kapasitörleri ve süper kapasitörleri ihtiva eder. Karbon nanotüpler, üstün akim tasima kapasitesi, yüksek termal iletkenlik, iyi mekanik mukavemet ve genis yüzey alani gibi olaganüstü fiziksel özelliklere sahip nispeten yeni malzemelerdir ve birçok uygulamada avantajlidir. Karbon nanotüpler 3000 W/mK gibi yüksek bir degerle olaganüstü bir termal iletkenlige sahiptir ve bu deger elmasin termal iletkenliginden sadece daha düsüktür. Karbon nanotüpler mekanik olarak güçlüdür, atmosferik kosullar altinda 400 OC'nin üzerinde termal olarak kararlidir ve özellikle dikey olarak hizalandiginda tersine çevrilebilir mekanik esneklige sahiptir. Buna göre, karbon nanotüpler bu içsel esneklik nedeniyle farkli yüzey morfolojilerine mekanik olarak uyum saglayabilir. Ayrica, karbon nanotüpler düsük termal genlesme katsayisina sahiptir ve yüksek sicakliklar altinda kapali kosullarda esnekligini korur. Pratik ve basit entegrasyon ve/veya paketleme ile kontrollü bir sekilde karbon nanotüplerin ekonomik olarak saglanmasi, birçok karbon nanotüp teknolojisinin uygulanmasi için gereklidir. Burada, olaganüstü saflikta ve birörnek uzunlukta büyük miktarlarda karbon nanotüp saglayan cihazlar ve yöntemler saglanir. Burada sentezlenen CNT'ler pahali sentez sonrasi saflastirma gerektirmez. Yöntemin genel özellikleri kisaca asagidaki gibidir. Ilk olarak, substrat yüksek sicaklikta isitilir. Daha sonra katalizör, CNT sentezi için baslatma bölgesi olarak hizmet eden substrat üzerinde katalizör nanopartikülleri saglamak için substratin yüzeyine yüksek sicaklikta kaplanir. CNT'ler, katalizöre bir karbon kaynagi saglanarak sentezlenir. Buna göre, karbon kaynagi ve tasiyici gaz karisimi, bagli CNT'ler ile substrat saglamak için katalizör ile kaplanmis isitilmis substrat ihtiva eden bir hazneye akitilir. Son olarak, sentezlenen CNT'ler substratdan çikarilir ve toplanir. Istege bagli olarak, katalizör ile kaplanmis substrat rejenere Bazi yapilandirmalarda, katalizör püskürtme, buharlastirma, daldirrna kaplama, baski eleme, elektrosprey, sprey piroliz veya mürekkep püskürtmeli baski yoluyla substrat üzerinde biriktirilir. Katalizör daha sonra kimyasal olarak asindirilabilir veya katalizör partikül çekirdeklenmesini indüklemek için termal olarak tavlanabilir. Katalizör seçimi, tek duvarli CNT'lerin çok duyarli CNT'lere göre tercihli büyümesine yol açabilir. Bazi yapilandirmalarda, katalizör, substratin bir katalizör çözeltisine daldirilmasiyla bir substrat üzerinde biriktirilir. Diger yapilandirmalarda, katalizör çözeltisinin sulu veya organik çözücülerdeki konsantrasyonu yaklasik %001 ile yaklasik %20 arasindadir. Yine diger yapilandirmalarda, sulu veya organik çözücülerdeki katalizör çözeltisinin konsantrasyonu yaklasik %0.1 ile yaklasik %10 arasindadir. Yine diger yapilandirmalarda, sulu veya organik çözücülerdeki katalizör çözeltisinin konsantrasyonu yaklasik %1 ile yaklasik %5 arasindadir. CNT'lerin yapildigi haznenin sicakligi, substratin erime sicakligindan daha düsük, karbon kaynaginin ayrisma sicakligindan daha düsük ve katalizör hammaddesinin ayrisma sicakligindan daha yüksek bir sicaklikta olmalidir. Çok duvarli karbon nanotüplerin büyütülmesine yönelik sicaklik araligi yaklasik 600 0C ila yaklasik 900 0C arasindayken, tek duvarli CNT'lerin büyütülmesine yönelik sicaklik araligi yaklasik 700 0C ila yaklasik 1100 0C arasindadir. Bazi yapilandirmalarda, CNT'ler, CNT'lerin büyütülmesine yönelik metal katalizörler barindiran bir substrat üzerinde kimyasal buhar biriktirme yoluyla olusturulur. Sürekli hareket eden bir substrat üzerinde sürekli CNT olusumunun CNT'lerin birörnek uzunluklara sahip olmasini sagladigina dikkat etmek önemlidir. Tipik hammaddeler arasinda, bunlarla sinirli olmamak üzere, karbon monoksit, asetilen, alkoller, etilen, metan, benzen Vb. yer alir. Tasiyici gazlar örnegin argon, helyum veya nitrojen gibi inert gazlardir, hidrojen ise tipik bir indirgeyici gazdir. Gaz karisiminin bilesimi ve substrata maruz kalma süresi sentezlenen CNT'lerin uzunlugunu düzenler. Örnegin, yukarida açiklanan fiziksel buhar biriktirme uzman kisiler tarafindan bilinen diger yöntemler burada açiklanan yöntem ve cihazlarda kullanilabilir. Yukaridaki yöntemlerden herhangi birini kullanarak karbon nanotüpleri hazirlamak için teknikte uzman kisiler tarafindan iyi bilinen kosullar kullanilabilir. Burada Sekil l'e atifta bulunarak, karbon nanotüplerin sentezlenmesine yönelik bir yöntem saglanir. Yöntem, Sekil 1'de gösterildigi gibi ayri adimlar halinde gerçeklestirilebilir. Teknikte kalifiye kisiler, istenirse adimlarin herhangi bir kombinasyonunun sürekli olarak gerçeklestirilebilecegini takdir edeceklerdir. 102'de bir substrat üzerinde bir katalizör biriktirilir, 104'te substrat üzerinde karbon nanotüpler olusturulur, 106'da karbon nanotüpler substrattan ayrilir ve 108'de karbon nanotüpler toplanir. Burada Sekil 2'ye atifta bulunarak, karbon nanotüplerin sentezlenmesine yönelik baska bir yöntem saglanir. Yöntem, Sekil 2'de gösterildigi gibi ayri adimlar halinde gerçeklestirilebilir. Teknikte kalifiye kisiler, istenirse adimlarin herhangi bir kombinasyonunun sürekli olarak gerçeklestirilebilecegini takdir edeceklerdir. Karbon nanotüpler 202'de katalizör barindiran bir substrat üzerinde olusturulur, karbon nanotüpler 204'te substrattan ayrilir ve karbon nanotüpler 206'da toplanir. Burada Sekil 3'e atifta bulunarak, karbon nanotüplerin sentezlenmesine yönelik baska bir yöntem saglanir. Yöntem sürekli olarak uygulanir. Bir katalizör 302'de hareketli bir substrat üzerinde sürekli olarak biriktirilir, karbon nanotüpler 304'te hareketli substrat üzerinde sürekli olarak olusturulur, karbon nanotüpler 306'da substrattan sürekli olarak ayrilir ve karbon nanotüpler 308'de sürekli olarak toplanir. Substrat burada açiklanan adimlardan bir kez veya fazla kez çevrilebilir. Burada Sekil 4'e atifta bulunarak, karbon nanotüplerin sentezlenmesine yönelik baska bir yöntem saglanir. Yöntem gösterildigi gibi sürekli olarak uygulanir. Karbon nanotüpler 402'de katalizör barindiran hareketli substrat üzerinde sürekli olarak olusturulur, karbon nanotüpler 404'te substrattan sürekli olarak ayrilir ve karbon nanotüpler 406'da sürekli olarak toplanir. Bazi yapilandirmalarda, substrat biriktirme, sekillendirme ve ayirma adimlari boyunca 50 CNT'lerin bir hareketli substrat üzerine biriktirilmesi, hem yüksek saflikta hem de yüksek uzunlukta homojen CNT'ler saglar. Ayrica, proses kosullarinin kontrol edilmesi CNT uzunlugunun özellestirilmesini saglar. Örnegin, üretim süreci boyunca hareket eden substrat hizinin degismesi CNT uzunlugunu degistirir; CNT biriktirme modülü daha hizli olsa da daha kisa uzunlukta CNT üretirken, daha yavas hizlar daha uzun uzunlukta CNT üretecektir. Bazi yapilandirmalarda, substrat tamamen metal folyo ile kaplanir. Bu yapilandirmalarda, substrat katalizör biriktirme ve CNT sentezi kosullarina dayanikli herhangi bir malzeme olabilir. Bu tür malzemelerin birçogu teknikte kalifiye kisiler tarafindan bilinir ve örnegin karbon fiberler, karbon folyo, silikon, kuvars Vb. ihtiva eder. Diger yapilandirmalarda, substrat, burada açiklanan yöntemlerin çesitli adimlari boyunca sürekli olarak ilerletilebilen bir metal folyodur. Bazi yapilandirmalarda, metal folyonun kalinligi 10 uM'den fazladir. Diger yapilandirmalarda, metal folyonun kalinligi yaklasik 10 uM ile yaklasik 500 uM arasindadir. Yine diger yapilandirmalarda, metal folyonun kalinligi yaklasik 500 uM ile yaklasik 2000 uM arasindadir. Yine diger yapilandirmalarda, metal folyonun kalinligi yaklasik 0.05 uM ile yaklasik 100 cm arasindadir. Diger yapilandirmalarda, metal folyonun kalinligi yaklasik 0.05 uM ile yaklasik 100 cm arasindadir. Diger yapilandirmalarda, metal folyonun kalinligi yaklasik 0.05 mm ile yaklasik 5 mm arasindadir. Yine diger yapilandirmalarda, metal folyonun kalinligi yaklasik 0.1 mm ile yaklasik 2.5 mm arasindadir. Yine diger yapilandirmalarda, metal folyonun kalinligi yaklasik 0.5 mm ile yaklasik 1.5 mm arasindadir. Yine diger yapilandirmalarda, metal folyonun kalinligi yaklasik 1 mm ile yaklasik 5 mm arasindadir. Yine diger yapilandirmalarda, metal folyonun kalinligi yaklasik 0.05 mm ile yaklasik 1 mm arasindadir. Yine diger yapilandirmalarda, metal folyonun kalinligi yaklasik 0.05 m ile yaklasik 0.5 mm arasindadir. Yine diger yapilandirmalarda, metal folyonun kalinligi yaklasik 0.5 m ile yaklasik 1 mm arasindadir. Yine diger yapilandirmalarda, metal folyonun kalinligi yaklasik 1 mm ile yaklasik 2.5 mm arasindadir. Yine diger yapilandirmalarda, metal folyonun kalinligi yaklasik 2.5 mm ile yaklasik 5 mm arasindadir. Yine diger yapilandirmalarda, metal folyonun kalinligi yaklasik 100 uM ile yaklasik 5 mm arasindadir. Yine diger yapilandirmalarda, metal folyonun kalinligi yaklasik 10 uM ile yaklasik 5 mm arasindadir. Yine diger yapilandirmalarda, metal folyonun kalinligi yaklasik 100 uM'den daha büyüktür. Yine diger yapilandirmalarda, metal folyonun kalinligi yaklasik 100 uM'den daha küçüktür. Bazi yapilandirmalarda, metal folyo, demir, nikel, alüminyum, kobalt, bakir, krom, altin, gümüs, platin, paladyum veya bunlarin kombinasyonlarini ihtiva eder. Diger yapilandirmalarda, metal folyo, demir, nikel, kobalt, bakir, altin veya bunlarin kombinasyonlarini ihtiva eder. Bazi yapilandirmalarda, metal folyo, örnegin ferrosen, kobaltosen veya nikelosen gibi organometalosenlerle kaplanabilir. Bazi yapilandirmalarda, metal folyo, iki veya daha fazla demir, nikel, kobalt, bakir, krom, alüminyum, altin veya bunlarin kombinasyonlarindan olusan bir alasimdir. Bazi yapilandirmalarda, metal folyo iki veya daha fazla demir, nikel, kobalt, bakir, altin veya bunlarin kombinasyonlarindan olusan bir alasimdir. Bazi yapilandirmalarda, metal folyo yüksek sicakliga dayanikli bir metal alasimidir. Diger yapilandirmalarda, metal folyo paslanmaz çeliktir. Yine baska yapilandirmalarda, metal folyo, üzerine karbon nanotüplerin büyütülmesine yönelik bir katalizörün çökeltildigi yüksek sicaklikta bir metal alasimidir. Yine baska yapilandirmalarda, metal folyo, üzerine karbon nanotüplerin büyütülmesine yönelik bir katalizörün yerlestirildigi paslanmaz çeliktir. Bazi yapilandirmalarda, metal folyo, 400 oC'nin üzerinde termal olarak stabil olan bir metal veya metallerin kombinasyonudur. Bazi yapilandirmalarda, metal folyo, 500 oC'nin üzerinde, bir metal veya metallerin kombinasyonudur. Yukaridaki yapilandirmalarin bazilarinda metallerin kombinasyonu paslanmaz çeliktir. Bazi yapilandirmalarda, metal folyonun kalinligi yaklasik 100 uM'den azdir ve yüzey kökü ortalama kare pürüzlülügü yaklasik 250 nm'den azdir. Bazi yapilandirmalarda, metal folyo yaklasik 100 uM'den daha büyük bir kalinliga ve yaklasik 250 nm'den daha az bir yüzey kök ortalama kare pürüzlülügüne sahiptir. Yine diger yapilandirmalarda, metal folyo yaklasik 100 uM'den daha az kalinliga ve yaklasik 250 nm'den daha az yüzey kök ortalama kare pürüzlülügüne sahiptir ve demir, nikel, kobalt, bakir, altin veya bunlarin kombinasyonlarini ihtiva eder. Yine diger yapilandirmalarda, metal folyo yaklasik 100 uM'den daha büyük bir kalinliga ve yaklasik 250 nm'den daha az yüzey kök ortalama kare pürüzlülügüne sahiptir ve demir, nikel, kobalt, bakir, altin veya bunlarin kombinasyonlarini ihtiva eder. Yine diger yapilandirmalarda, metal folyo yaklasik 100 uM'den daha az kalinliga ve yaklasik 250 nm'den daha az yüzey kök ortalama kare pürüzlülügüne sahiptir ve bir katalizör film ihtiva eder. Yine diger yapilandirmalarda, metal folyo yaklasik 100 uM'den daha büyük bir kalinliga ve yaklasik 250 nm'den daha az yüzey kök ortalama kare pürüzlülügüne sahiptir ve bir katalizör film ihtiva eder. Yukaridaki yapilandirmalarin bazilarinda, kök ortalama kare pürüzlülügü yaklasik 100 nm'den azdir. Bazi yapilandirmalarda, substrat yukaridaki yöntemlerin adimlari boyunca 0.1 cm/dakikadan daha yüksek bir hizda sürekli olarak ilerler. Diger yapilandirmalarda, substrat yukaridaki yöntemlerin adimlari boyunca 0.05 cm/dakikadan daha yüksek bir hizda sürekli olarak ilerler. Yine diger yapilandirmalarda, substrat yukaridaki yöntemlerin adimlari boyunca 0.01 cm/dakikadan daha yüksek bir hizda sürekli olarak ilerler. Yine diger yapilandirmalarda, substrat biriktirme, sekillendirme, ayirma ve toplama adimlari boyunca 10 defadan fazla, 50 Bazi yapilandirmalarda, substrat yaklasik 1cm'den daha genistir. Diger yapilandirmalarda, yapilandirmalarin bazilarinda, substrat bir metal folyodur. Bazi yapilandirmalarda, karbon nanotüpler substratin her tarafinda olusturulur. Diger yapilandirmalarda, karbon nanotüpler metal folyonun her iki tarafinda da olusturulur. Bazi yapilandirmalarda, substrat üzerinde biriken katalizör konsantrasyonu yaklasik %0.001 ile yaklasik %25 arasindadir. Bazi yapilandirmalarda, substrat üzerinde biriken katalizör konsantrasyonu yaklasik %0.1 ile yaklasik %1 arasindadir. Yine bazi yapilandirmalarda, substrat üzerinde biriken katalizör konsantrasyonu yaklasik %0.5 ile yaklasik %20 arasindadir. Bazi yapilandirmalarda, substrat üzerindeki karbon nanotüp konsantrasyonu uM basina yaklasik 1 nanotüp ile uM basina yaklasik 50 nanotüp arasindadir. Diger yapilandirmalarda, substrat üzerindeki karbon nanotüp konsantrasyonu uM basina yaklasik 10 nanotüp ile uM basina yaklasik 500 nanotüp arasindadir. Bazi yapilandirmalarda, CNT'ler, CNT'lerin substrat yüzeyinden mekanik olarak çikarilmasiyla substrattan ayrilir. Diger yapilandirmalarda, CNT'lerin substrattan ayrilmasi, CNT'lerin substrat yüzeyinden mekanik bir aletle (örnegin, bir biçak, asindirici bir yüzey, Vb.) çikarilmasini kapsar, böylece herhangi bir ek saflastirma gerektirmeyen, çok az metal safsizligi olan veya hiç olmayan yüksek saflikta CNT'ler elde edilir. Yine diger yapilandirmalarda, CNT'lerin substrattan ayrilmasi, CNT'lerin substrata yapismasini bozan kimyasal yöntemleri kapsar. Yine diger yapilandirmalarda, ultrasonikasyon CNT'lerin substrata yapismasini bozar. Yine baska yapilandirmalarda, basinçli gaz akisi CNT'lerin substrata yapismasini bozar. CNT'lerin bir substrat üzerine biriktirilmesi ve CNT'lerin substrattan ayrilmasi kombinasyonu, katalizör ve amorf karbon safsizliklari içermeyen birömek uzunlukta CNT ürünleri olusturur. CNT'ler, örnegin açik bir kap, tel örgü elek, kati bir yüzey, bir filtrasyon cihazi vb. gibi herhangi bir uygun nesnenin içinde veya üzerinde toplanabilir. Toplama cihazinin seçimi, CNT'lerin substrata yapismasini bozmak için kullanilan yöntemle iliskilendirilecektir. Bazi yapilandirmalarda, karbon nanotüpler rastgele hizalanmistir. Diger yapilandirmalarda, karbon nanotüpler dikey olarak hizalanmistir. Yine diger yapilandirmalarda, homojen uzunluk 200 uM'dir. Yine diger yapilandirmalarda, birömek uzunluk 50 uM ila 2 cm arasinda degisebilir. Genel olarak, birömek uzunluk belirtilen uzunlugun yaklasik +/- %10'udur. Buna göre, yaklasik 100 uM birömek uzunluga sahip bir numune 90 uM ile 110 uM arasinda uzunluga sahip nanotüpler ihtiva edecektir. Yine diger yapilandirmalarda, karbon nanotüpler dikey olarak hizalanir ve birömek uzunluktadir. Bazi yapilandirmalarda, karbon nanotüplerin yogunlugu yaklasik 2 mg/cm2 ile yaklasik 1 mg/cm2 arasindadir. Diger yapilandirmalarda, karbon nanotüplerin yogunlugu yaklasik 2 mg/cm2 ile yaklasik 0.2 mg/cm2 arasindadir. Bazi yapilandirmalarda, dikey olarak hizalanmis karbon nanotüpler yaklasik 50 W/mK'den daha yüksek bir termal iletkenlige sahiptir. Diger yapilandirmalarda, dikey olarak hizalanmis karbon nanotüpler yaklasik 70 W/ mK'den daha yüksek bir termal iletkenlige sahiptir. Bazi yapilandirmalarda, dikey olarak hizalanmis karbon nanotüplerin kalinligi yaklasik 100 um ile yaklasik 500 um arasindadir. Diger yapilandirmalarda, dikey olarak hizalanmis karbon nanotüplerin kalinligi yaklasik 100 um'den azdir. Bazi yapilandirmalarda, karbon nanotüpler yaklasik %90, yaklasik %95, yaklasik %99, yaklasik %995 veya yaklasik %99.9'dan daha fazla safliktadir. Diger yapilandirmalarda, karbon nanotüpler yaklasik %90, yaklasik %95, yaklasik %99, yaklasik %99,5 veya yaklasik uzunluktadir. Diger yapilandirmalarda, karbon nanotüpler yaklasik %90, yaklasik %95, uzunluktadir. Yukaridaki yapilandirrnalarin olasi tüm saflik ve uzunluk kombinasyonlarini açikça kapsadigi unutulmamalidir. Bazi yapilandirmalarda, karbon nanotüplerin gerilme mukavemeti yaklasik 11 GPa ile yaklasik 63 GPa arasindadir. Diger yapilandirmalarda, karbon nanotüplerin gerilme mukavemeti yaklasik 20 GPa ile yaklasik 63 GPa arasindadir. Yine diger yapilandirmalarda, karbon nanotüplerin gerilme mukavemeti yaklasik 30 GPa ile yaklasik 63 GPa arasindadir. Yine diger yapilandirmalarda, karbon nanotüplerin gerilme mukavemeti yaklasik 40 GPa ile yaklasik 63 GPa arasindadir. Yine diger yapilandirmalarda, karbon nanotüplerin gerilme mukavemeti yaklasik 50 GPa ile yaklasik 63 GPa arasindadir. Yine diger yapilandirmalarda, karbon nanotüplerin gerilme mukavemeti yaklasik 20 GPa ile yaklasik 45 GPa arasindadir. Bazi yapilandirmalarda, karbon nanotüplerin elastik modülü yaklasik 1.3 TPa ile yaklasik 5 TPa arasindadir. Diger yapilandirmalarda, karbon nanotüplerin elastik modülü yaklasik 1.7 TPa ile yaklasik 2.5 TPa arasindadir. Diger yapilandirmalarda, karbon nanotüplerin elastik modülü yaklasik 2.7 TPa ile yaklasik 3.8 TPa arasindadir. Burada Sekil 5'e atifta bulunarak, CNT'leri sürekli olarak sentezlemeye yönelik bir cihaz saglanir. Tasima modülü, substrat (506) ile birbirine baglanan tamburlar (501A ve 501B) ihtiva eder. Substrat (506) tamburdan (501A) katalizör modülü (502), nanotüp sentez modülü (503) ve ayirma modülü (504) araciligiyla tambura (501B) sürekli olarak hareket eder. Saf substratin (506A), katalizör barindiran substrat (506B) saglamak için katalizör modülü (502) tarafindan modifiye edildigini unutmayin. Bazi yapilandirmalarda, katalizör modülü (502), substratin (506A) içine daldirildigi bir katalizör çözeltisidir. Karbon nanotüpler, karbon nanotüpler ihtiva eden substrati (506C) elde etmek için nanotüp sentez modülünden (503) geçis sirasinda substrat (506B) üzerinde sürekli olarak olusturulur. Bazi yapilandirmalarda, nanotüp sentez modülü ( tarafindan sürekli olarak islenir ve bagli karbon nanotüplerden siyrilarak substrat (506A) elde edilir ve bu substrat daha sonra tambur (501B) tarafindan toplanir. Bazi yapilandirmalarda, ayirma modülü ( mekanik olarak kesen bir biçak ihtiva eder. Substrattan (506C) çikarilan karbon nanotüplerin toplama modülünde (505) islem (506D) ile sürekli olarak toplandigini unutmayin. Bazi yapilandirmalarda, toplama modülü (505), ayirma modülü (504) tarafindan substrat yüzeyinden ayrilan CNT'leri toplamak için uygun sekilde yerlestirilmis bir bos kaptir. Yukaridaki yapilandirrnada, substrat (506) üretim çalismasi sirasinda geri dönüstürülmez. Burada Sekil 6'ya atifta bulunarak, CNT'leri sürekli olarak sentezlemeye yönelik bir baska cihaz sematik olarak gösterilir. Tasima modülü, substrat (606) ile birbirine baglanan sürekli olarak hareket eder. Saf substratin (606A), katalizör barindiran substrat (606B) saglamak için katalizör modülü (602) tarafindan modifiye edildigini unutmayin. Bazi yapilandirmalarda, katalizör modülü (502), substratin (606A) içine daldirildigi bir katalizör çözeltisidir. Karbon nanotüpler, substrati (506C) elde etmek için nanotüp sentez modülünden (603) geçis sirasinda substrat (606B) üzerinde sürekli olarak olusturulur. Bazi yapilandirmalarda, nanotüp sentez modülü (, ayirma modülü (604) tarafindan sürekli olarak islenir ve bagli karbon nanotüplerden siyrilarak substrat (606A) elde edilir ve bu substrat daha sonra tambur (601B) tarafindan toplanir. Bazi yapilandirmalarda, ayirma modülü ( mekanik olarak kesen bir biçak ihtiva eder. Substrattan (606C) çikarilan karbon nanotüplerin toplama modülünde (605) islem (606D) ile sürekli olarak toplandigini unutmayin. Bazi yapilandirmalarda, toplama modülü (605), ayirma modülü (604) tarafindan substrat yüzeyinden ayrilan CNT'leri toplamak için uygun sekilde yerlestirilmis bir basit bos kaptir. Yukaridaki yapilandirrnada, substrat en az bir kez üretim çalismasi boyunca geri dönüstürülür. Yukaridaki yapilandirmalarin birçogu nanotüplerin sürekli olarak sentezlenmesi olarak tanimlanmis olsa da, teknikte kalifiye kisiler burada açiklanan yöntem ve cihazlarin kesintili olarak uygulanabilecegini takdir edeceklerdir. Sekil 7'de örnek bir ayirma modülü sematik olarak gösterilir. Tambur (704), katalizör modülü (gösterilmemistir) ve karbon nanotüp biriktirme modülü (gösterilmemistir) tarafindan islenen ve karbon nanotüplerle kapli olan substrati (701), karbon nanotüplerden yoksun substrat (703) saglamak için karbon nanotüpleri (702) kaldiran alete (700) ilerletir. Bazi uygulamalarda, alet (700) bir kesme biçagidir. Substrat (703), tambur (705) tarafindan toplanir. Karbon nanotüpler (702), kapta (706) toplanir. Substrat (701), gösterildigi gibi, sadece bir tarafi karbon nanotüplerle kaplanmistir. Teknikte kalifiye kisiler nanotüplerin substratin her iki tarafinda da büyütülebilecegini ve her iki tarafi da kaplanmis bir substratin yukarida açiklanana benzer bir sekilde islenebilecegini takdir edeceklerdir. Sekil 8, katalizör barindiran birden fazla substrat (801) ihtiva eden nanotüp sentez modülünde kullanilabilecek örnek bir dikdörtgen kuvars haznesinin (800) yatay görünümünü gösterir. Sekil 9, katalizör barindiran birden fazla substrat (901) ihtiva eden nanotüp sentez modülünde kullanilabilecek örnek bir dikdörtgen kuvars haznesinin (900) bir perspektif görünümünü gösterir. Kuvars haznesi, tasiyici gazlar ve karbon hammaddeleri için dus basliklari (gösterilmemistir) ihtiva eder ve CNT'leri olusturmak için yeterli sicakliklarda isitilabilir. Bazi yapilandirmalarda, hazne 0.2 inçten daha büyük bir iç hazne kalinligina sahiptir. Diger yapilandirmalarda, hazne tarafindan ayni anda birden fazla substrat islenir. CNT'ler, örnegin Raman, spektroskopi, UV, görünür, yakin kizilötesi spektroskopi, f`loresan ve X-isini fotoelektron spektroskopisi, termogravimetrik analiz, atomik kuvvet mikroskopisi, taramali tünelleme, mikroskopi, taramali elektron mikroskopisi ve tünelleme elektron mikroskopisi dahil olmak üzere çok sayida teknikle karakterize edilebilir. Yukaridakilerin hepsi olmasa da birçogunun kombinasyonu karbon nanotüpleri tam olarak karakterize etmek için yeterlidir. Bazi yapilandirmalarda, CNT'lerin Id/Ig orani yaklasik 1.20'den azdir. Diger yapilandirmalarda, CNT'lerin 1d/ Ig orani yaklasik 1 . 10'dan azdir. Yine diger yapilandirmalarda, CNT'lerin 1d/ Ig orani yaklasik 1 .00'den azdir. Yine diger yapilandirmalarda, CNT'lerin lal/Ig orani yaklasik 0.90'dan azdir. Yine diger yapilandirmalarda, CNT'lerin lal/Ig orani yaklasik 0.85'den azdir. Yine diger yapilandirmalarda, grafen nanoseritlerin lal/Ig orani yaklasik 0.76 ile yaklasik 0.54 arasindadir. Bazi yapilandirmalarda, CNT'lerin Id/Ig orani yaklasik 1.20'den az ve yaklasik 0.76'dan fazladir. Diger yapilandirrnalarda, CNT'lerin Id/Ig orani yaklasik 1.10'dan az ve yaklasik 0.76'dan fazladir. Yine diger yapilandirmalarda, CNT'lerin Id/Ig orani yaklasik 1.00'den az ve yaklasik 0.76'dan fazladir. Yine diger yapilandirmalarda, CNT'lerin Id/Ig orani yaklasik 0.90'dan az ve yaklasik 0.76'dan fazladir. Yine diger yapilandirrnalarda, CNT'lerin Id/Ig orani yaklasik 0.85'den az ve yaklasik 0.76'dan fazladir. Bükülme noktasi, termal bozulmanin maksimum degere ulastigi sicakliktir. Baslangiç noktasi, malzemenin yaklasik %10'unun yüksek sicaklik nedeniyle bozuldugu sicakliktir. Bazi yapilandirmalarda, CNT'ler yaklasik 700 OC'den daha büyük bir bükülme noktasina ve yaklasik 600 OC'den daha büyük bir baslangiç noktasina sahiptir. Bazi yapilandirmalarda, CNT'ler yaklasik 710 OC'den daha büyük bir bükülme noktasina ve yaklasik 610 OC'den daha büyük bir baslangiç noktasina sahiptir. Bazi yapilandirmalarda, CNT'ler yaklasik 720 OC'den daha büyük bir bükülme noktasina ve yaklasik 620 oC'den daha büyük bir baslangiç noktasina sahiptir. Bazi yapilandirrnalarda, CNT'ler yaklasik 730 OC'den daha büyük bir bükülme noktasina ve yaklasik 640 oC'den daha büyük bir baslangiç noktasina sahiptir. Bazi yapilandirmalarda, CNT'ler yaklasik 740 OC'den daha büyük bir bükülme noktasina ve yaklasik 650 OC'den daha büyük bir baslangiç noktasina sahiptir. Yukaridaki yapilandirmalarin bazilarinda, baslangiç noktasi yaklasik 800 oC'den daha düsüktür. Genel olarak, grafen nanoseritler CNT'lerden asagidakileri ihtiva eden ancak bunlarla sinirli olmayan yöntemlerle hazirlanabilir; asit oksidasyonu (örnegin, Kosynkin et al., Nature, 2009, Cano-Marques et al., Nano Lett. 2010, 10, 366), metal parçacik katalizi (örnegin, Elias et al., hidrojenasyon (Talyzin et al., ACS Nano, 2011, 5, 5132) ve sonokimya (Xie et al., J. Am. Chem. Soc. . Burada açiklanan CNT'lerden grafen nanoseritler hazirlamak için yukaridaki yöntemlerden herhangi biri kullanilabilir. Burada Sekil 14'e atifta bulunarak bir SEM görüntüsü, burada açiklanan yöntemlerle üretilen GNR'lerin yüksek safligini ve yapisal homojenligini gösterir. Yukaridaki sekilde hazirlanan GNR'lerin dogrusalligi da yapisal homojenligin ve bu malzeme sinifi için üstün fiziksel özelliklerin göstergesidir. Bazi yapilandirmalarda, grafen nanoseritlerin birörnek uzunlugu ortalama olarak yaklasik 10 veya yaklasik 200 uM'dir. Diger yapilandirmalarda, birörnek uzunluk yaklasik 30 uM ila yaklasik 2 cm arasinda degisebilir. Genel olarak, birörnek uzunluk belirtilen uzunlugun yaklasik +/- %10'udur. Buna göre, yaklasik 100 uM birörnek bir uzunluga sahip bir numune yaklasik 90 uM ile yaklasik 110 uM arasinda uzunluga sahip GNRler ihtiva edecektir. Bazi yapilandirmalarda, grafen nanoseritler, ortalama uzunlugu yaklasik 10 uM, yaklasik 200 uM olan birörnek uzunluktaki karbon nanotüplerden yapilir. Bazi yapilandirmalarda, grafen nanoseritler yaklasik %90, yaklasik %95, yaklasik %99, yaklasik %995 veya yaklasik %99.9'dan daha fazla safliktadir. Diger yapilandirmalarda, grafen nanoseritler yaklasik %90, yaklasik %95, yaklasik %99, yaklasik %995 veya yaklasik uzunluktadir. Yine diger yapilandirmalarda grafen nanoseritler yaklasik 10 uM, yaklasik 20 uM birörnek uzunlukta ve %99'dan fazla safliktadir. Yine diger yapilandirmalarda, grafen nanoseritler yaklasik 20 uM'lik birörnek uzunlukta ve %99'dan fazla safliktadir. Yukaridaki yapilandirmalarin olasi tüm saflik ve uzunluk kombinasyonlarini açikça kapsadigi unutulmamalidir. Bazi yapilandirmalarda, grafen nanoseritlerin Igd/Ig orani yaklasik 1.20'den azdir. Bazi yapilandirmalarda, grafen nanoseritlerin 1261/1g orani yaklasik 1.10'dan azdir. Yine diger yapilandirmalarda, grafen nanoseritlerin Igd/Ig orani yaklasik 1.20'den azdir. Yine diger yapilandirmalarda, grafen nanoseritlerin Igd/Ig orani yaklasik 1.00'den azdir. Yine diger yapilandirmalarda, grafen nanoseritlerin 1261/1g orani yaklasik 0.90'dan azdir. Yine diger yapilandirmalarda, grafen nanoseritlerin Igd/Ig orani yaklasik 0.80'den azdir. Yine diger yapilandirmalarda, grafen nanoseritlerin 1261/1g orani yaklasik 0.70'den azdir. Yine diger yapilandirmalarda, grafen nanoseritlerin 1261/1g orani yaklasik 0.60'dan azdir. Yine diger arasindadir. Yine diger yapilandirmalarda, grafen nanoseritlerin 1201/1g orani yaklasik 0.54 ile yaklasik 0.1 arasindadir. Bazi yapilandirmalarda, grafen nanoseritlerin 1201/1g orani yaklasik 1.20'den az ve yaklasik 0.60'dan fazladir. Diger yapilandirmalarda, grafen nanoseritlerin IZd/Ig orani yaklasik 1.10'dan az ve yaklasik 0.60'dan fazladir. Yine diger yapilandirmalarda, grafen nanoseritlerin 1261/1g orani yaklasik 1.00'den az ve yaklasik 0.60'dan fazladir. Yine diger yapilandirmalarda, grafen nanoseritlerin IZd/Ig orani yaklasik 0.90'dan az ve yaklasik 0.60'dan fazladir. Yine diger yapilandirmalarda, grafen nanoseritlerin IZd/Ig orani yaklasik 0.85'den az ve yaklasik 0.60'dan fazladir. Bazi yapilandirmalarda, GNR'ler yaklasik 700 OC'den daha büyük bir bükülme noktasina ve yaklasik 600 OC'den daha büyük bir baslangiç noktasina sahiptir. Bazi yapilandirmalarda, GNR'ler yaklasik 710 OC'den daha büyük bir bükülme noktasina ve yaklasik 610 oC'den daha büyük bir baslangiç noktasina sahiptir. Bazi yapilandirmalarda, GNR'ler yaklasik 720 OC'den daha büyük bir bükülme noktasina ve yaklasik 620 oC'den daha büyük bir baslangiç noktasina sahiptir. Bazi yapilandirmalarda, GNR'ler yaklasik 730 OC'den daha büyük bir bükülme noktasina ve yaklasik 640 OC'den daha büyük bir baslangiç noktasina sahiptir. Bazi yapilandirmalarda, GNR'ler yaklasik 740 OC'den daha büyük bir bükülme noktasina ve yaklasik 650 OC'den daha büyük bir baslangiç noktasina sahiptir. Yukaridaki yapilandirmalarin bazilarinda, baslangiç noktasi yaklasik 800 OC'den daha düsüktür. Burada, örnegin lityum-iyon piller, lityum-iyon polimer piller, kati hal pilleri veya ultrakapasitörler gibi çesitli enerji depolama cihazlarinda kullanilabilen grafen elektrotlar saglanir. Bazi yapilandirmalarda, elektrot birörnek uzunlukta ve yaklasik %90'dan daha fazla saflikta grafen nanoseritler ihtiva eder. Diger yapilandirmalarda, elektrot birörnek uzunlukta ve yaklasik elektrot birörnek uzunlukta ve yaklasik %99'dan daha fazla saflikta grafen nanoseritler ihtiva eder. Yine diger yapilandirmalarda, elektrot birörnek uzunlukta ve yaklasik %99.5'ten daha fazla saflikta grafen nanoseritler ihtiva eder. Yine diger yapilandirmalarda, elektrot birörnek uzunlukta ve yaklasik %99.9'dan daha fazla saflikta grafen nanoseritler ihtiva eder. Yukaridaki yapilandirmalarin bazilarinda, grafen nanoseritlerin uzunlugu yaklasik 20 uM'dir. Yukaridaki yapilandirmalarin digerlerinde, grafen nanoseritlerin uzunlugu yaklasik 50 uM'dir. Yukaridaki yapilandirmalarin yine digerlerinde, grafen nanoseritlerin uzunlugu yaklasik 100 uM'dir. Yukaridaki yapilandirmalarin yine digerlerinde, grafen nanoseritlerin uzunlugu yaklasik 200 uM'dir. Yine diger yapilandirmalarda, elektrot yaklasik 10 uM, yaklasik 20 uM, birörnek uzunlukta ve %99'dan fazla saflikta olan grafen nanoseritler ihtiva eder. Yine diger yapilandirmalarda, elektrot yaklasik 20 uM'lik birörnek uzunlukta ve %99'dan fazla saflikta olan grafen nanoseritler ihtiva eder. Yukaridaki yapilandirmalarin bazilarinda, elektrotlar ayrica bir katot aktif malzeme de ihtiva edebilir. Katot aktif malzemeleri, bunlarla sinirli olmamak üzere, lityum kobalt oksit, lityum nikel oksit, lityum manganez oksit, lityum vanadyum oksit, lityum-karisik metal oksit, lityum demir fosfat, lityum manganez fosfat, lityum manganez kobalt, lityum vanadyum fosfat, lityum karisik metal fosfatlar, metal sülfürler, nikel manganez kobalt ve bunlarin kombinasyonlarini ihtiva eder. Katot aktif malzemesi, örnegin titanyum disülfat veya molibden disülfat gibi kalkoj en bilesikleri veya bunlarin kombinasyonlarini da ihtiva edebilir. Bazi uygulamalarda, katot malzemesi lityum kobalt oksit (örnegin, LiXCoog burada 0.85XS1), lityum nikel oksit (örnegin, LiNiOz) veya lityum manganez oksit (örnegin, LiMn204 ve LiMn02), lityum demir fosfat veya bunlarin kombinasyonlaridir. Katot malzemeleri ince toz, nanotel, nanorod, nanofiber veya nanotüp seklinde hazirlanabilir. Bazi yapilandirmalarda, katot aktif malzemesi lityum kobalt oksit, nikel manganez kobalt, nikel kobalt alüminyum oksit, lityum nikel manganez kobalt, lityum nikel kobalt alüminyum oksit, lityum manganez oksit, lityum demir fosfat veya Fegs'dir. Burada açiklanan enerji depolama cihazlarinda bilinen herhangi bir katot aktif malzemesi kullanilabilir. Yukaridaki yapilandirmalarin bazilarinda, elektrot ayrica bir katot aktif malzeme de ihtiva edebilir. Anot aktif malzemeleri, bunlarla sinirli olmamak üzere, asagidakileri ihtiva eder; lityum metali, karbon, lityumla interkale edilmis karbon, lityum nitrürler, silikonlu lityum alasimlari, bizmut, bor, galyum, indiyum, çinko, kalay, kalay oksit, antimon, alüminyum bulunmaktadir, titanyum oksit, molibden, germanyum, manganez, niyobyum, vanadyum, tantal, altin, platin, demir, bakir, krom, nikel, kobalt, zirkonyum, itriyum, molibden oksit, germanyum oksit, silikon oksit, silikon karbür veya bunlarin kombinasyonlari.Bazi yapilandirmalarda, anot aktif malzemesi grafit, lityum titanat, kalay/kobalt alasimi, silikon veya kati hal lityumudur. Burada açiklanan enerji depolama cihazlarinda bilinen herhangi bir anot aktif malzemesi kullanilabilir. Ayrica burada, yukaridaki yapilandirmalarin bazilarinda açiklanan bir veya iki elektrot ihtiva eden bir elektrokimyasal hücre de saglanir. Sekil 15'te bir elektrokimyasal hücre gösterilir. Burada Sekil 15'e atifta bulunarak, bir elektrokimyasal hücre (1500), birömek uzunlukta ve yaklasik %90'dan daha fazla saflikta grafen nanoseritler ihtiva eden en az bir elektroda sahiptir. Bazi yapilandirmalarda, elektrot yaklasik 10 uM, yaklasik 20 uM, yaklasik 30 uM uzunlukta ve %99'dan fazla saflikta olan grafen nanoseritler ihtiva eder. Diger yapilandirmalarda, elektrot yaklasik 20 uM'lik birömek uzunlukta ve %99'dan fazla saflikta daldirilir ve elektrokimyasal hücreyi (1500) saglamak için ayirici (1508) ile izole edilir. Ayrica burada bir lityum-iyon pil de saglanir. Lityum-iyon pil, yukaridaki yapilandirmalarin bazilarinda açiklanan bir veya iki elektrot, bir anot ve bir katot arasina yerlestirilmis bir sivi elektrolit ve katot ile anot arasinda bir ayirici ihtiva edem bir muhafazaya sahiptir. Lityum-iyon pilin örnek bir hücresi de Sekil l5'te gösterilmistir. Bir lityum-iyon pilde, sivi elektrolit (1502) bir lityum tuzu ihtiva etmelidir. En az bir elektrot birömek uzunlukta ve yaklasik %90'dan daha fazla saflikta grafen nanoseritler ihtiva eder. Bazi yapilandirmalarda, yaklasik 150 uM veya yaklasik 200 uM birömek uzunlukta ve %99'dan fazla saflikta olan grafen nanoseritler ihtiva eder. Ayrica burada bir lityum-iyon polimer pil de saglanir. Lityum-iyon polimer pil, yukaridaki yapilandirmalarin bazilarinda açiklanan bir veya iki elektrot, bir anot ve bir katot arasina yerlestirilmis bir polimer elektrolit ve katot ile anot arasinda bir mikro gözenekli ayirici ihtiva eden bir muhafazaya sahiptir. Bazi yapilandirmalarda, polimer elektrolit jellesmis bir polimer elektrolittir. Diger yapilandirmalarda, polimer elektrolit bir kati polimer elektrolittir. Lityum-iyon polimer pilin bir hücresi de Sekil l5'te gösterilmistir. Burada Sekil 15'e bakildiginda, elektrolit (1502) lityum-iyon polimerdir ve ayirici (1508) mikro gözenekli bir ayiricidir. En az bir elektrot birömek uzunlukta ve yaklasik %90'dan daha fazla saflikta grafen nanoseritler ihtiva eder. Bazi yapilandirmalarda, elektrot yaklasik 10 uM, yaklasik 20 uM, birömek uzunlukta ve %99'dan fazla saflikta olan grafen nanoseritler ihtiva eder. Ayrica burada bir kati hal pil de saglanir. Kati hal pili, yukaridaki yapilandirmalarin bazilarinda açiklanan bir veya iki elektrot ve bir anot ile bir katot arasina yerlestirilmis bir kati elektrolit tabakasi ihtiva eden bir muhafazaya sahiptir. En az bir elektrot birömek uzunlukta ve yaklasik %90'dan daha fazla saflikta grafen nanoseritler ihtiva eder. Bazi yapilandirmalarda, elektrot yaklasik 10 uM, yaklasik 20 uM, yaklasik 30 uM yaklasik 50 uM, fazla saflikta olan grafen nanoseritler ihtiva eder. Sekil 16'da bir kati hal pili gösterilir. Burada Sekil 16'ya atifta bulunarak, kati hal pili katmanli biçimde konfigüre edilmistir ve bir pozitif elektrot katmani (1604) bir negatif elektrot katmani (1608) ve elektrot katmanlari arasinda bir kati hal elektrolit katmani (1606) ihtiva eder. En az bir elektrot birömek uzunlukta ve yaklasik %90'dan daha fazla saflikta grafen nanoseritler ihtiva eder. Bazi yapilandirmalarda, elektrot yaklasik 10 uM, yaklasik 20 uM birömek uzunlukta ve %99'dan fazla saflikta olan grafen nanoseritler ihtiva eder. Ayrica pozitif elektrot akim toplayicisi (1602) ve negatif akim toplayicisi da (1610) gösterilir. Ayrica burada bir ultrakapasitör de saglanir. Ultrakapasitör, kolektörlerden en az birinin yukaridaki yapilandirmalarinin bazilarinda açiklanan bir veya iki elektrotla temas halinde oldugu iki kolektöre bagli bir güç kaynagina, elektrotlar arasina yerlestirilmis bir sivi elektrolite ve mevcut elektrotlar arasinda bir ayiriciya sahiptir. Bazi yapilandirmalarda, ultrakapasitör sahte bir kapasitördür. Örnek bir ultrakapasitörün blok diyagrami Sekil 17'de gösterilir. Burada Sekil 17'ye bakildiginda, ultrakapasitörde (1700) bir elektrolitik membran (7106) ile ayrilmis iki elektrot (1704) bulunur. En az bir elektrot birömek uzunlukta ve yaklasik %90'dan daha fazla saflikta grafen nanoseritler ihtiva eder. Bazi yapilandirmalarda, elektrot yaklasik 10 uM, yaklasik 20 uM birömek uzunlukta ve %99'dan fazla saflikta olan grafen nanoseritler ihtiva eder. Elektrik uçlari (1710) (örn. ince metal teller) elektriksel temas saglamak için kolektörlerle (1702) temas eder. Ultra kapasitör (1700) bir elektrolit çözeltisine daldirilir ve kondansatörün çalismasini kolaylastirmak için uçlar (1710) çözeltiden disari beslenir. Kelepçe tertibati (1708) (öm. madeni para hücreleri veya lamine hücreler) metal substrata (1702) bagli karbon nanotüpleri (1704) yakin mesafede tutarken membran (1706) elektrot ayrimini (yani elektriksel izolasyonu) korur ve ultrakapasitörün ( 1700) hacmini en aza indirir. elektrolite (örnegin %45 sülfürik asit veya KOH) daldirilmis bir elektrolitik membrandan (1706) olusur. Bazi yapilandirmalarda, ultra kapasitör bir sahte kapasitördür. Bu yapilandirmalardan bazilarinda, elektrotlar oksit parçaciklari (örnegin, Ru02, Mn02, Fe304, NiOg, Mg02 vb.) ile yüklenir. Bu yapilandirmalarin digerlerinde elektrotlar elektriksel olarak iletken polimerlerle (örnegin polipirol, polianilme, politiyofen, vb.) kaplanir. Bazi yapilandirmalarda, ultrakapasitör asimetrik bir kapasitördür (yani, bir elektrot kapasitördeki diger elektrottan farklidir). Enerji depolama cihazlarinin yukaridaki yapilandirmalarindan bazilarinda elektrot sayisi birdir ve elektrot anottur. Yukaridaki diger yapilandirmalarda, elektrot sayisi birdir ve elektrot katottur. Yine yukaridaki diger yapilandirmalarda, elektrot sayisi ikidir ve bir elektrot anot, ikinci elektrot ise katottur. Yukaridaki yapilandirmalarin bazilarinda, anot ayrica bir anot aktif malzemesi içerir. Yukaridaki diger yapilandirmalarda, katot ayrica bir katot aktif malzemesi içerir. Yine yukaridaki diger yapilandirmalarda, anot ayrica bir anot aktif malzeme ve katot ayrica bir katot aktif malzeme içerir. Yukaridaki bazi yapilandirmalarda, katot aktif malzemesi lityum kobalt oksit, nikel manganez kobalt, nikel kobalt alüminyum oksit, lityum nikel manganez kobalt, lityum nikel kobalt alüminyum oksit, lityum manganez oksit, lityum demir fosfat veya FeZS'dir ve anot aktif malzemesi grafit, lityum titanat, kalay/kobalt alasimi, silikon veya kati hal lityumdur. Burada açiklanan elektrotlarda kullanilabilecek diger iletken katki maddeleri arasinda karbon partikülleri, grafit, karbon siyahi, karbon nanotüpler, grafen nanosheetler, metal fiberler, asetilen siyahi ve ultra ince grafit partikülleri veya bunlarin kombinasyonlari yer almaktadir ancak bunlarla sinirli degildir. Genel olarak, burada açiklanan enerji depolama cihazlarinda uygun özelliklere sahip herhangi bir iletken malzeme kullanilabilir. Burada açiklanan elektrotlarda kullanilabilecek baglayicilar asagidakileri ihtiva eder; poli(Vinil)asetat, poliVinil alkol, polietilen oksit, poliVinil pirolidon, alkillenmis polietilen oksit, çapraz bagli polietilen oksit, polivinil eter, poli(metil metakrilat), poliviniliden florür, poliVinil florür, poliimidler, poli tetrafloroetilen, etilen tetrafloroetilen (ETFE), poliheksafloropropilen, poliViniliden florür kopolimeri (ürün adi: Kynar), poli(etil akrilat), politetraf`loroetilenpoliVinilklorür, poliakrilonitril, poliVinilpiridin, polistiren, karboksi metil selüloz, polidimetilsiloksan gibi siloksan bazli baglayicilar, stiren-bütadien kauçuk, akrilonitril-bütadien kauçuk ve stiren-izopren kauçuk içeren kauçuk bazli baglayicilar, polietilen glikol diakrilat gibi etilenglikol bazli baglayicilar ve bunlarin türevleri, bunlarin karisimlari ve bunlarin kopolimerleri. Poliviniliden florür kopolimerinin daha spesifik örnekleri arasinda poliViniliden florür-heksafloropropilen kopolimerleri, poliViniliden florür- tetraf`loroetilen kopolimerleri, poliViniliden florür-klorotrifloroetilen kopolimerleri ve poliviniliden florür-heksafloropropilen-tetraf`loroetilen kopolimerleri bulunur. Genel olarak, burada açiklanan enerji depolama cihazlarinda uygun özelliklere sahip herhangi bir baglayici kullanilabilir. Ayirici, iyonlari tasiyan herhangi bir membrandir. Bazi yapilandirmalarda, ayirici iyon tasiyan sivi geçirimsiz bir membrandir. Diger yapilandirmalarda, ayirici, elektron transferini önlerken katot ve anot malzemeleri arasinda iyonlari tasiyan sivi elektrolit ile asilanmis bir gözenekli polimer membrandir. Yine diger yapilandirmalarda, ayirici, pozitif ve negatif elektrotlari içeren parçaciklarin zari geçmesini önleyen bir mikro gözenekli membrandir. Yine diger yapilandirmalarda, ayirici, iyon transferini önlemek için belirli bir sicakligin üzerinde kaynasan tek veya çok katmanli mikro gözenekli bir ayiricidir. Yine diger uygulamalarda, ayirici, lityum tuzunun komplekslestirildigi polietilenoksit (PEO) polimer, Nafion, Celgard, Celgard 3400, cam elyaflar veya selüloz ihtiva eder. Diger yapilandirmalarda, mikro gözenekli ayirici gözenekli polietilen veya polipropilen membrandir. Lityum-iyon pillerde kullanilan bilinen herhangi bir ayirici, burada açiklanan enerji depolama cihazlarinda kullanilabilir. Elektrolitler asagidakileri ihtiva eder; sulu elektrolitler (örn. sodyum sülfat, magnezyum sülfat, potasyum klorür, sülfürik asit, magnezyum klorür, Vb.), organik çözücüler (öm. 1-etil-3-metilirnidazolyum bis(peniafloroetilsülfonil)imid, Vb.), organik çözücülerde çözünebilen elektrolit tuzlari, tetralkilamonyum tuzlari (örn, (C3CH3NBF4, (C4PBF4, (C, lityum tuzlari (örn, LiBF4, LiPF6, LiCF3803, LiCIO4, Vb, N-alkil- piridinyum tuzlari, 1,3 bisalkil imidazolyum tuzlari, Vb), Vb. Örnegin LIPF6, LiBF4, LiCF3803, LiCIO4 gibi lityum tuzlari tipik olarak etilen karbonat, dimetil karbonat, dietil karbonat, metil etil karbonat, etil propiyonat, metil propiyonat, propilen karbonat, y- bütirolakton, asetonitril, etil asetat, propil format, metil format, toluen, ksilen, metil asetat veya bunlarin kombinasyonlari gibi organik bir çözücü içinde çözülür. Ultrakapasitörler ve elektrokimyasal hücrelerde kullanilan bilinen herhangi bir elektrolit ve/Veya çözücü, burada açiklanan ultrakapasitör ve elektrokimyasal hücre enerji depolama cihazlarinda kullanilabilir. Lityum-iyon pillerde kullanilan bilinen herhangi bir sulu olmayan çözücü veya bilinen herhangi bir elektrolit burada açiklanan lityum-iyon enerji depolama cihazlarinda kullanilabilir. Ayrica jel polimer elektrolitler ve kati polimer elektrolitler gibi polimer elektrolitler de faydalidir. Jel polimer elektrolitler, poli(etilen oksit) (PEO), poli(Viniliden diflorür), poliVinil klorür, poli(metil metakrilat) ve poli(Viniliden florür-heksafloropropilen) kopolimer) ile bir sivi elektrolitin karistirilmasindan elde edilir. Kati polimer elektrolitler arasinda polietilen oksitler, polikarbonatlar, polisiloksanlar, polyesterler, poliaminler, polialkoller, fiuorpolyrners, liginin, kitin ve selüloz bulunur. Lityum-iyon pillerde kullanilan bilinen herhangi bir jel polimer elektrolit veya bilinen herhangi bir kati hal polimer elektrolit burada açiklanan enerji depolama cihazlarinda kullanilabilir. Kati hal pillerinde kullanilan kati hal elektrolitleri arasinda inorganik kati elektrolitler (örnegin, sülfür kati hal elektrolit malzemeleri (örn, LiZS-PZS ve LiS-PZS5 -LiI), oksit kati hal elektrolit malzemeleri, nitrür kati hal elektrolit malzemeleri ve halojenür kati hal elektrolit malzemeleri) ve kati polimer elektrolitler (örnegin, polietilen oksitler, polikarbonatlar, polisiloksanlar, polyesterler, poliaminler, polialkoller, fiorpolimerler, liginin, kitin ve selüloz) bulunur. Diger örnekler arasinda NASICON tipi oksitler, gamet tipi oksitler ve perovskit tipi oksitler sayilabilir. Lityum-iyon pillerde kullanilan herhangi bir kati hal elektroliti burada açiklanan enerji depolama cihazlarinda kullanilabilir. Kati hal pillerindeki anot katmani, lityum titanat gibi lityum geçis metal oksitleri, TiOz, Nb2C03 ve W03 gibi geçis metal oksitleri, metal sülfitler, metal nitrürler, grafit, yumusak karbon ve sert karbon gibi karbon malzemeler, metalik lityum metalik indiyum, lityum alasimlari ve benzerleri ile yukarida atifta bulunulan diger anot malzemelerini ihtiva edebilir. Kati hal pillerindeki katot katmani lityum kobaltat (LiCoOz), lityum nikelat (LiNi02), LiNipMnqur02(p+q+r=l), LiNipAlqur02(p+q+r=l), Li1+XMn2_X_yMyO4(X+y=2) ihtiva edebilir, M, Al, Mg, Co, Fe, Ni ve Zn'den en az biri ve lityum metal fosfat LiMnPO4, m, yukarida atifta bulunulan geleneksel katot malzemesi ile birlikte Fe, Mn, C0 ve Ni'den en az Mevcut toplayicilar Al, Cu, Ni, Ti, paslanmaz çelik ve karbonlu malzemeler gibi metaller ihtiva eder. Teoriye bagli kalmak istemeksizin, birömek uzunlukta ve yaklasik %90'dan fazla saflikta grafen nanoseritlerin aktif malzemelerle (yani hem katot hem de anot aktif malzemeler) birömek dagilimi en iyi elektrot performansi için önemli olabilir. Aktif malzemeler içinde esit sekilde dagilmis olan grafen nanoseritler, katot ve anottaki aktif parçaciklarla elektriksel baglantilar kurarak iletkenligi artirabilir ve direnci düsürürken kapasite ve sarj oranlarini artirabilir. Grafen nanoseritler ile katot veya anottaki aktif partiküller arasinda daha kapsamli fiziksel temas, elektrot katmanlarinda daha iyi bir elektrik agi olusturabilir ve bu da daha düsük tabaka direnci ile sonuçlanabilir. Bazi yapilandirmalarda, grafen nanoseritlerin aktif malzemeye (yani hem katot hem de anot aktif malzemeleri) agirlik yüzdesi yaklasik %5'tir. Diger yapilandirmalarda, grafen nanoseritlerin aktif malzemeye (yani hem katot hem de anot aktif malzemeleri) agirlik yüzdesi yaklasik %2.5'tir. Bazi yapilandirmalarda, grafen nanoseritlerin aktif malzemeye (yani hem katot hem de anot aktif malzemeleri) agirlik yüzdesi yaklasik %l'dir. Bazi yapilandirmalarda, grafen nan0seritlerin aktif malzemeye (yani hem katot hem de an0t aktif malzemeleri) agirlik yüzdesi yaklasik %0.5'dir. Temsili Yapilandirmalar l. Birörnek uzunlukta ve yaklasik %90'dan daha fazla saflikta grafen nanoseritlerdan olusan bir elektrot. 2. Grafen nan0seritlerin yaklasik %95'ten daha fazla saflikta oldugu 1. yapilandirmanin elektrodu. Grafen nan0seritlerin elektrodu. Grafen nanoseritlerin elektrodu. Grafen nan0seritlerin elektrodu. Grafen nan0seritlerin elektrodu. Grafen nan0seritlerin elektrodu. Grafen nan0seritlerin elektrodu. Grafen nan0seritlerin elektrodu. yaklasik %99'dan daha fazla saflikta oldugu 1. yapilandirmanin yaklasik %99.5'ten daha fazla saflikta oldugu 1. yapilandirmanin yaklasik %99.9'dan daha fazla saflikta oldugu 1. yapilandirmanin uzunlugunun yaklasik 20 uM oldugu 1-5 arasi yapilandirmalarin uzunlugunun yaklasik 50 uM oldugu l-5 arasi yapilandirmalarin uzunlugunun yaklasik 100 uM oldugu l-5 arasi yapilandirmalarin uzunlugunun yaklasik 200 uM oldugu l-5 arasi yapilandirmalarin 1-9 arasi yapilandirmalarin elektrodu ayrica bir katot aktif malzeme içerir. Katot aktif malzemesi lityum kobalt oksit, nikel manganez kobalt, nikel kobalt alüminyum oksit, lityum nikel manganez kobalt, lityum nikel kobalt alüminyum oksit, lityum manganez oksit, lityum demir fosfat veya FeZS oldugu yapilandirma lO'un elektrodu. 1-9 arasi yapilandirmalarin elektrodu ayrica bir anot aktif malzeme içerir. Anot aktif malzemesinin grafit, lityum titanat, kalay/kobalt alasimi, silikon veya kati hal lityumu oldugu yapilandirma 12'nin elektrodu. 1-9 arasi yapilandirmalarin bir veya iki elektrotunu içeren bir elektrokimyasal hücre. Elektrot sayisinin bir oldugu ve elektrotun anot oldugu yapilandirma l4'ün elektrokimyasal hücresi. Elektrot sayisinin bir oldugu ve elektrotun katot oldugu yapilandirma l4'ün elektrokimyasal hücresi. Elektrot sayisinin iki oldugu ve bir elektrotun anot ve ikinci elektrotun katot oldugu yapilandirma 14'ün elektrokimyasal hücresi. Anodun ayrica bir anot aktif malzeme içerdigi yapilandirma 15'in elektrokimyasal hücresi. Katodun ayrica bir katot aktif malzemesi içerdigi yapilandirma 16'nin elektrokimyasal hücresi. Anodun ayrica bir anot aktif malzeme ve katodun ayrica bir katot aktif malzeme içerdigi yapilandirma 17'nin elektrokimyasal hücresi. Yapilandirma 17'deki elektrokimyasal hücre, burada katot aktif malzemesi lityum kobalt oksit, nikel manganez kobalt, nikel kobalt alüminyum oksit, lityum nikel manganez kobalt, lityum nikel kobalt alüminyum oksit, lityum manganez oksit, lityum demir fosfat veya FeZS'dir ve anot aktif malzemesi grafit, lityum titanat, kalay/kobalt alasimi, silikon veya kati hal lityumdur. Yapilandirmalar 1-9'un bir veya iki elektrotunu ihtiva eden bir muhafaza; bir anot ve bir katot arasina yerlestirilmis bir sivi elektrolit; ve katot ve anot arasinda bir ayirici içeren bir lityum- iyon pil. Yapilandirmalar 1-9'a göre bir veya iki elektrot ihtiva eden bir muhafaza; bir anot ve bir katot arasina yerlestirilmis bir sivi elektrolit; ve katot ve anot arasinda bir ayirici içeren bir lityum- iyon pil. Yapilandirma 23'e göre lityum iyon polimer pil olup, burada polimer elektrolit, jellesmis bir polimer elektrolittir. Yapilandirma 23'e göre lityum iyon polimer pil olup, burada polimer elektrolit, jellesmis bir polimer elektrolittir. Yapilandirmalar 1-9'a göre bir veya iki elektrot ihtiva eden bir muhafaza ve bir anot katmani ile bir katot katmani arasina yerlestirilmis bir kati elektrolit katmani içeren bir kati hal pili. Asagidakileri içeren bir ultrakapasitör: kolektörlerden en az birinin 1-9 arasi yapilandirmalarinin bir veya iki elektrodu ile temas halinde oldugu iki kolektöre bagli bir güç kaynagi; elektrotlar arasina yerlestirilmis bir sivi elektrolit; ve akim elektrotlari arasinda bir Yapilandirma 26'ya göre ultrakapasitör olup, burada ultrakapasitör bir sözde kapasitördür. Son olarak, mevcut bulusun uygulanmasinin alternatif yollari oldugu unutulmamalidir. Buna göre, mevcut yapilandirmalar kisitlayici degil açiklayici olarak degerlendirilmelidir ve bulus burada verilen ayrintilarla sinirli olmayip ekteki istemlerin kapsami ve esdegerleri dahilinde degistirilebilir. Burada atifta bulunulan tüm yayinlar ve patentler bütünüyle referans olarak dahil edilmistir. Asagidaki örnekler sadece açiklama amaciyla verilmistir ve bulusun kapsamini sinirlama amaci tasimaz. ÖRNEKLER Örnek 1: Çok Duvarli CNT'lerin Termogravimetrik Analizi CNT'lerin karbon safligi ve termal kararliligi Termogravimetrik Analizör (TGA), TA instruments, Q5 00 kullanilarak degerlendirilmistir. Numuneler hava atmosferi altinda (Praxair AI NDK) 10 OC/dak hizinda 900 0C sicakliga kadar isitilmis ve sogutulmadan önce 10 dakika boyunca /(tüm karbonlu malzemelerin agirligi + katalizörün agirligi) olarak tanimlanir. Sekil 10, burada açiklanan yöntem ve cihazlarla yapilan çok duvarli karbon nanotüpler için termal kararlilik verilerini gösterir. Burada yapilan çok duvarli karbon nanotüplerin iç çapi yaklasik 5 nm'dir ve 5-8 arasinda duvara sahiptir ve 10 uM ile 200 uM arasinda özellestirilebilir bir uzunluga sahiptir. 400°C'nin altindaki bölgede, amorf karbon ve zayif termal dirence sahip karbonlu malzemeler bozunmustur. Grafikten de görülebilecegi gibi, burada açiklanan yöntem ve cihazlarla yapilan çok duvarli karbon nanotüplerde neredeyse hiç amorf karbon ve karbonlu malzeme bulunmamaktadir. Burada açiklanan yöntem ve cihazlarla yapilan CNT'lerin karbon safligi % karbon safligi %99.4'tür. Örnek 2: Çok Duvarli CNT'lerin Raman Analizi mg CNT, siyahimsi bir çözelti olusturmak için yaklasik 100 mL metanol içinde süspanse edildi. Elde edilen süspansiyon daha sonra, Raman spektrumlari için ince bir CNT tabakasi gerektiginden, CNT'leri süspansiyon içinde homojen bir sekilde dagitmak için yaklasik 10 dakika boyunca sonikasyona tabi tutulmustur. Süspansiyon daha sonra ince bir tabaka olusturmak üzere Si substrat üzerine yayilmistir. Kaplanan Si substrati daha sonra numunedeki dagitici ajani buharlastirmak için 130 OC'de 10 dakika firina yerlestirilmistir. Raman spektrumlari daha sonra 532 nm lazer radyasyonu, 50s entegrasyon, 10X objektif ve 24mW lazer ile bir Theimos Nicolet Dispersive XR Raman Mikroskobu ile kaydedilmistir. D ve G bant yogunluklarinin orani genellikle CNT'lerin yapisal mükemmelligini dogrulamak için bir teshis araci olarak kullanilir. Sekil 11, burada açiklanan yöntem ve cihazlarla yapilan çok duyarli karbon nanotüplerin (düz çizgi) ve ticari olarak temin edilebilen CNT'lerin (kesikli çizgi) Raman spektrumlarini gösterir. Burada açiklanan yöntem ve cihazlarla yapilan çok duyarli karbon nanotüplerin ID/IG ve IG/IG orani sirasiyla 0.76 ve 0.44 iken, ticari olarak temin edilebilen CNT'ler için ayni oranlar sirasiyla 1.27 ve 0.4'tür. Yukarida belirtilenler, burada açiklanan yöntem ve cihazlarla üretilen çok duvarli karbon nanotüplerin diger yöntemlerle üretilenlere kiyasla daha yüksek kristallige sahip oldugunu ve termal kararlilik verileriyle uyumlu oldugunu gösterir. Örnek 3: Çok Duyarli GNR'lerin Raman Analizi CNT'lerin karbon safligi ve termal kararliligi TermograVimetrik Analizör (TGA), TA instruments, Q500 kullanilarak degerlendirilmistir. Numuneler hava atmosferi altinda (Praxair AI NDK) 10 OC/dak hizinda 900 0C sicakliga kadar isitilmis ve sogutulmadan önce 10 dakika boyunca /(tüm karbonlu malzemelerin agirligi + katalizörün agirligi) olarak tanimlanir. Sekil 13, burada açiklanan yöntemlerle yapilan GNR'lere yönelik termal kararlilik verilerini gösterir. Üretilen GNR'ler 10 uM ile 200 uM arasinda özellestirilebilir bir uzunluga sahiptir. 400°C'nin altindaki bölgede, amorf karbon ve zayif termal dirence sahip karbonlu malzemeler bozunmustur. Grafikten de görülebilecegi gibi, burada açiklanan yöntem ve cihazlarla yapilan GNR'lerde neredeyse hiç amorf karbon ve karbonlu malzeme bulunmamaktadir. Karbon safligi %99.2'den fazladir. Örnek 4: GNR'lerin Raman Analizi mg CNT, siyahimsi bir çözelti olusturmak için yaklasik 100 mL metanol içinde süspanse edildi. Elde edilen süspansiyon daha sonra, Raman spektrumlari için ince bir CNT tabakasi gerektiginden, CNT'leri süspansiyon içinde homojen bir sekilde dagitmak için yaklasik 10 dakika boyunca sonikasyona tabi tutulmustur. Süspansiyon daha sonra ince bir tabaka olusturmak üzere Si substrat üzerine yayilmistir. Kaplanan Si substrat daha sonra numunedeki dagitici ajani buharlastirmak için 130 OC'de 10 dakika boyunca bir firina yerlestirilir. Raman spektrumlari , sekilde gösterildigi gibi, daha sonra 532 nm lazer radyasyonu, 50s entegrasyon, 10X objektif ve 24mW lazer ile bir Theimos Nicolet Dispersive XR Raman Mikroskobu ile kaydedilmistir. D ve G bant yogunluklarinin orani genellikle CNT'lerin yapisal mükemmelligini dogrulamak için bir teshis araci olarak kullanilir. Sekil 12, burada açiklanan yöntemlerle yapilan GNR'lerin Raman spektrumlarini gösterir (düz çizgi). Burada açiklanan yöntemlerle yapilan GNR'lerin IZD/IG ve ID/IG degerleri sirasiyla 0.6 ve 0.75'tir; bu da standart grafen imzasini gösterir ve kimyasal çözme isleminden kaynaklanan minimum kusurlari gösterir. Örnek 5: Grafen Nanoseritlerin Çözelti Dispersiyonlarinin Hazirlanmasi 1.0 g GNR plastik veya cam bir siseye eklenir ve ardindan 99.0 g çözücü (öm. su, N-metil pirolidon, dimetil formamid, dimetil asetik asit, Vb.) eklenerek sivi bir dispersiyon elde edilir ve sise sikica kapatilir. Sise çalkalanir ve bir ultrasonikatöre yerlestirilir ve 30-60 dakika boyunca sonikasyona tabi olur. Yukaridaki islem, toplam sonikasyon süresi yaklasik 3 saat olacak sekilde tekrarlanir. Sonikasyon tamamlandiktan sonra sisede Viskoz bir macun olusmustur. Sisenin içerigi herhangi bir elektrot malzemesiyle karistirilmadan önce kuvvetlice çalkalanmalidir. Örnek 6: Akiskan Yatakli Reaktörlerde Hazirlanan CNT'lerin SEM Görüntüleri ile Bu Uygulamada Açiklanan Yöntem ve Cihazlarin Karsilastirilmasi Sekiller 18, 19A ve 19B'de gösterilen görüntüleri elde etmek için taramali elektron mikroskobu ("SEM") için standart prosedürler kullanilmistir. Sekil 18'deki SEM görüntüsü, bir standart akiskan yatakli reaktör prosedürü ile hazirlanan CNT'lerin kusurlarini gösterir. Sekil 18'de gösterilen CNT'lerdeki dogrusallik eksikligi, C6 halka yapisinda düzenlenmemis karbon atomlarina sahip kusurlu bölgelerin göstergesidir. Burada açiklanan yöntem ve prosedürlerle hazirlanan CNT'ler Sekiller 19A ve 19B'de gösterilir. Özellikle, Sekiller 19A ve 19B, burada açiklanan yöntem ve prosedürlerle hazirlanan CNT'lerin daha az kusurlu bölgeye sahip daha dogrusal yapilar oldugunu gösterir. Buna göre, burada açiklanan yöntem ve prosedürlerle hazirlanan CNT'ler, standart prosedürlerle hazirlanan CNT'lerden daha üstün elektriksel ve termal iletkenlige ve mekanik dayanima sahiptir. Örnek 7: Elektrot Üretimi Aktif elektrot malzemesi (örnegin lityum, nikel, kompozitler, Vb.) içeren tozlar, Örnek 4'te hazirlanan GNR dispersiyonlari ve baglayici malzemelerle karistirilarak bir elektrot bulamaci olusturulur. Bulamaç, kati bir elektrot kaplamasi olusturmak için 150 0Üye kadar sicakliklarda tutulan bir isi kaynagindan geçirilen folyo üzerine yayilir. Rulo daha küçük parçalar halinde kesilir ve bunlar daha sonra tek tek batarya elektrot segmentleri saglamak için bir kalip tarafindan damgalanir. Ayri elektrot segmentleri yalitkan katmanlarla sarilir ve geleneksel yöntemlerle elektrot yiginlari olusturmak üzere birlestirilir. Elektrot yiginlari daha sonra bir elektrolit çözeltisi enjekte edilen bir kese hücresi olusturmak üzere geleneksel yöntemlerle elde edilen neme dayanikli bir bariyer malzemesinin içine yerlestirilir. Elektrolite doymus kese hücresi daha sonra isi ve vakum uygulanarak kapatilir. Örnek 8: Gralît Anotlu Si Parçaciklari Bulamacinin (%20) SEM Görüntülerinin %0.5 GNR Ihtiva eden Nikel Manganez Kobalt Katot Parçaciklari Bulamaci ve %1.5 GNR Ihtiva eden Nikel Manganez Kobalt Anot Parçaciklari Bulamaci ile Karsilastirilmasi Aktif partiküllü elektrot bulamaçlari Örnek 7'de açiklandigi gibi hazirlanmistir. Sekiller 20, 22 ve 19B'de gösterilen görüntüleri elde etmek için taramali elektron mikroskobu ("SEM") için standart prosedürler kullanilmistir. Sekil 20'de görülebilecegi gibi, SEM ile bulamaçtaki Si partikülleri (%20) arasinda çok az elektriksel baglanti görülebilir. Buna karsilik, Sekil 21 ve 22'de, % ihtiva eden bulamaçtaki nikel manganez kobalt katot partikülleri arasinda GNR'lerin (20 uM uzunluk ve %99 saflik) aracilik ettigi kapsamli baglanti gözlemlenebilir. Dolayisiyla, GNR katki maddeleri, yüksek elektronik difüzyona izin veren ve bu aktif partiküllerin katot ve anotta iyonlari depolama kabiliyetini artiran aktif elektrot partiküllerinden olusan birörnek bir elektrik agi olusturulmasina yardimci olabilir. Örnek 9: Elektrot Katmanindaki Aktif Parçacik Bulamaçlarinin GNR Katki Maddeleri Araciligiyla Gelistirilmis Elektronik Iletkenligi Aktif partiküllü elektrot bulamaçlari Örnek 7'de açiklandigi gibi hazirlanmistir. Sekil 24'te gösterilen görüntüleri elde etmek için taramali elektron mikroskobu ("SEM") için standart prosedürler kullanilmistir. Sekil 24'te gösterildigi gibi, %0.5 GNR içeren bulamaçtaki Si anot partikülleri (%20) arasinda GNR'lerin (20 uM uzunluk ve %99 saflik) aracilik ettigi kapsamli baglanti gözlemlenebilir. Bu baglantinin elektrot iletkenligi üzerindeki etkisi daha sonra ince bir elektrot tabakasi üzerinde prob olarak keskin ignelerin kullanildigi 4 noktali prob yöntemiyle tabaka direncinin ölçülmesiyle incelenmistir. Dört noktali bir prob, her bir prob arasinda esit aralik bulunan bir hat üzerinde dört elektrik probundan olusur ve distaki iki prob üzerine bir akim (I) uygulayarak ve içteki iki prob arasinda ortaya çikan voltaj düsüsünü ölçerek çalisir. Distaki iki prob arasinda bir DC akimi zorlanir ve bir voltmetre içteki iki prob arasindaki voltaj farkini ölçer. Özdirenç geometrik faktörlerden, kaynak akimindan ve voltaj ölçümünden hesaplanir. Bu test için kullanilan alet düzeni, dört noktali kollineer probun yani sira bir DC akim kaynagi ve hassas bir voltmetre ihtiva eder. Kontrol yazilimi ile birlikte çoklu kaynak ölçüm ünitelerine sahip entegre bir parametre analizörü, çok yüksek dirençli yari iletken malzemeler de dahil olmak üzere çok çesitli malzeme dirençleri için kullanilabilir. Farkli iletken katki maddelerine sahip bir silikon anodun (%20 Si) tabaka direncinin ölçümü Sekil 23'te gösterildigi gibi gerçeklestirilmistir. Katki maddesi içermeyen veya %5 karbon siyahi içeren bir silikon anodun (%20 Si) tabaka direnci Sekil 23'te yaklasik 0.10 ohm/sq'nun üzerindedir. Buna karsilik, % tabaka direnci sirasiyla 0.05 ohm/sq veya 0.04 ohm/sq'dan azdir. GNR'ler ve aktif elektrot partikülleri arasinda Sekil 24'teki SEM görüntülerinde gösterilen daha büyük yüzey temasi, daha düsük tabaka direnci ile sonuçlanir ve böylece elektrotun elektrik iletkenligini artirir. Örnek 10: GNR Katkili Katotlarla Kese Hücresi Döngüsü Döngü ömrü testi asagidaki sekilde gerçeklestirilmistir. Örnek 7'de açiklandigi gibi hazirlanan katot kese hücresi, üç saatlik bir süre boyunca 30°C'de tamamen sarj edilmistir (C/3). Ardindan hücre üç saatlik bir süre boyunca 30°C'de tamamen bosaltilmistir. Bu adimlar, her desarj kapasitesi kaydedilerek 100 döngü boyunca tekrarlanmistir. Kapasite tutma orani, her döngüdeki desarj kapasitesinin adim 2'deki kapasiteye bölünmesiyle hesaplanmistir. %l.0 GNR (20 uM uzunluk ve %99 saflik) ihtiva eden nikel manganez kobalt katotlu ve grafit anotlu alti hücreye ait veriler, nikel manganez kobalt katot partiküllü ve karbon siyahli grafit anotlu 5 hücreye ait verilerle karsilastirilmis ve Tablo 1'de gösterilmistir. Nikel manganez kobalt katot parçaciklari ve %10 GNR ihtiva eden nikel karbon siyahi içeren grafit anot manganez kobalt katot partikülleri ve grafit anot Kapasite Kapasite Kapasite Iyilestirrnesi (%) %19.2 %10.9 %11.1 Yukarida gösterildigi gibi, nikel manganez kobalt katot %1.0 GNR (20 uM uzunluk ve %99 saflik) içerdiginde kapasitede önemli bir gelisme gözlenmistir. Örnek 11: GNR Katkili Anotlarla Kese Hücresi Döngüsü Döngü ömrü testi asagidaki sekilde gerçeklestirilmistir. Örnek 7'de açiklandigi gibi hazirlanan anot kese hücresi, üç saatlik bir süre boyunca 30°C'de tamamen sarj edilmistir (C/3). Ardindan hücre üç saatlik bir süre boyunca 30°C'de tamamen bosaltilmistir. Bu adimlar, her desarj kapasitesi kaydedilerek 100 döngü boyunca tekrarlanmistir. Kapasite tutma orani, her döngüdeki desarj kapasitesinin adim 2'deki kapasiteye bölünmesiyle hesaplanmistir. Nikel manganez kobalt katot parçaciklari ve % ihtiva eden grafit anotlu alti hücre ve nikel manganez kobalt katot ve %0,5 GNR (20 uM uzunluk ve %99 saflik) ihtiva eden grafit anotlu alti hücre için veriler nikel manganez kobalt katotlu ve karbon siyahli grafit anotlu 5 hücreye ait verilerle karsilastirilmis ve Tablo 3'te gösterilmistir. Nikel manganez kobalt katot Nikel manganez kobalt Nikel manganez kobalt parçaciklari ve karbon siyahi içeren katot parçaciklari ve %0.5 katot parçaciklari ve %1.0 grafit anot GNR ihtiva eden bir grafit GNR ihtiva eden bir grafit Kapasite Kapasite Yukarida gösterildigi gibi, grafit anot %0.5 (20 uM uzunluk ve %99 saflik) veya %1.0 GNR (20 uM uzunluk ve %99 saflik) içerdiginde kapasitede önemli bir iyilesme gözlenmistir. Örnek 12 GNR Katkili Süper Kapasitörlerin Optimizasyonu Süperkapasitörler geleneksel yöntemlerle yapilmistir. Sekil 25, süperkapasitörün karbon siyahi elektrotlarindan birinin %l.0 GNR (20 uM uzunluk ve %99 saflik) içerdigi durumdaki kapasitans sonuçlarini gösterir. Egrinin bulundugu alan (yani kapasitans), Sekil 26'da gösterildigi gibi %10 GNR'ler dahil edildiginde elektrot katman kalinligi arttikça artar. Buna karsilik, GNR'ler elektroda dahil edilmediginde, egri içindeki alan (yani kapasitans) Sekil 26'da gösterildigi gibi yaklasik 200 um'de plato çizer. Kapasitans, elektrot tabakasi kalinligi ve elektrotta GNR'lerin varligi veya yoklugu arasindaki iliski Sekil 27'de özetlenmistir. Yukaridaki sonuçlar, bir süperkapasitördeki karbon siyahi elektroda %1 GNR eklenmesinin cm2 basina kapasitansta üç kat artisa yol açtigini gösterir. Bu sonuçlar, kapasitör basina daha az metal katman ile daha yüksek enerji yogunlugu ve katman basina daha yüksek kapasitans ile daha kalin elektrot katmanlari saglayabilir. TR DESCRIPTION GRAPHENE NANOSERIDES AS ELECTRODE MATERIALS IN ENERGY STORAGE DEVICES TECHNICAL FIELD Here, electrodes containing graphene nanoribbons of uniform length and purity of more than 90% are provided. Also provided herein are energy storage devices in which the electrodes contain graphene nanoribbons of uniform length and purity of more than 90%. The energy storage device may, for example, be a lithium-ion battery, a lithium-ion polymer battery, a solid-state battery or an ultracapacitor. BACKGROUND ART Energy storage devices, such as lithium-ion batteries, lithium-ion polymer batteries, solid-state batteries and ultracapacitors, such as computers, electric vehicles, mobile phones, etc. They are power supplies for many modern devices such as The above energy storage devices typically contain one or more electrodes. Graphene nanoribbons (GNRs) are single or multiple layers of the well-known carbon allotrope graphitic carbon with exceptional electrical and physical properties that may be useful in energy storage devices. GNRs structurally have a high aspect ratio, with length much longer than width or thickness. Previous research has shown that energy storage devices with electrodes containing GNRs provide superior performance compared to energy storage devices containing only conventional electrodes . However, energy storage devices with GNR-containing electrodes are expensive and the GNRs are of insufficient length and purity. GNRs are typically prepared from carbon nanotubes (CNTs) by chemical dissolution, and the quality of GNRs depends on the purity of the CNT starting materials. Recently, methods have been developed that convert CNTs into GNRs with good yield and high purity (Hirsch, purity and homogeneity are determined by the production method of CNTs. Current CNT production methods typically contain significant impurities, such as metal catalysts and amorphous carbon). Produces CNTs Purification steps are typically required after CNT synthesis to ensure material uncontaminated by significant amounts of metal catalyst and amorphous carbon, making the production of large quantities of CNTs with purity greater than 90% extremely difficult. Moreover, current CNT production methods produce CNTs with low structural homogeneity (i.e., CNTs of variable lengths) cheaply containing high purity and uniform length GNRs for use in energy storage devices. BRIEF DESCRIPTION These and other needs are met in one respect by providing electrodes containing graphene nanoribbons of uniform length and greater than 90% purity. In another aspect, electrochemical cells containing one or two electrodes containing graphene nanoribbons of uniform length and greater than 90% purity are provided. In another aspect, a lithium-ion battery is provided. The lithium-ion battery has a housing of uniform length with a liquid electrolyte placed between it and a separator between the cathode and anode. In yet another aspect, a lithium-ion polymer battery is provided. The lithium-ion polymer battery has a housing containing one or two electrodes containing graphene nanoribbons of uniform length and greater than 90% purity, a polymer electrolyte placed between an anode and a cathode, and a separator between the cathode and anode. In another aspect, a lithium-ion polymer battery is provided. The lithium-ion polymer battery has a housing containing one or two electrodes containing graphene nanoribbons of uniform length and greater than 90% purity, a polymer electrolyte placed between an anode and a cathode, and a separator between the cathode and anode. In another aspect, a solid state battery is provided. The solid-state battery has a housing of uniform width and containing a solid electrolyte placed between the cathode. In another aspect, an ultracapacitor is provided. The ultracapacitor has a uniform length and collector, a liquid electrolyte placed between the electrodes, and a separator between the available electrodes. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES Figure 1 shows an example flow diagram for the synthesis of carbon nanotubes; This sequence includes catalyst deposition on a substrate; forming carbon nanotubes on a substrate; It includes the steps of separating carbon nanotubes from the substrates and collecting carbon nanotubes of high purity and structural homogeneity. Figure 2 shows an example flow diagram for the synthesis of carbon nanotubes; This scheme includes the steps of forming carbon nanotubes on a substrate, separating the carbon nanotubes from the substrates, and collecting carbon nanotubes of high purity and structural homogeneity. Figure 3 shows an example flow diagram for the continuous synthesis of carbon nanotubes; This scheme includes continuous deposition of catalyst onto a continuously moving substrate; forming CNTs on mobile substrate; It includes the steps of separating CNTs on the mobile substrate and collecting carbon nanotubes with high purity and structural homogeneity. Figure 4 shows an example flow diagram for the continuous synthesis of carbon nanotubes; This scheme is the formation of CNTs on a mobile substrate containing a metal substrate; It includes the steps of separating CNTs from the mobile substrate and collecting carbon nanotubes of high purity and structural homogeneity. Figure 5 schematically shows a device for continuous synthesis of carbon nanotubes; The device includes a transport module for advancing the substrate through the modules; a catalyst module; a nanotube synthesis module; It contains various modules placed in sequence, such as a separation module and a collection module. Figure 6 schematically shows a device with closed-loop feeding of substrate for continuous synthesis of carbon nanotubes; The device includes a transport module for advancing the substrate through the modules; a catalyst module; a nanotube synthesis module; It contains various modules placed in sequence, such as a separation module and a collection module. Figure 7 shows an example separation module schematically. Figure 8 schematically shows a horizontal view of a rectangular quartz chamber containing multiple substrates that can be used in the nanotube synthesis module. Figure 9 shows a perspective view of a rectangular quartz chamber containing multiple substrates that can be used in the nanotube synthesis module. Figure 10 shows TGA results showing greater than 99.4% purity for MWCNTs produced with the methods and apparatus described herein. Figure 11 shows the Raman spectrum indicating that MWCNTs produced with the methods and apparatus described here are highly crystalline compared to industrial grade samples. Figure 12 shows the Raman spectrum of graphene nanoribbons produced by the methods described here, indicating that they are crystalline when compared to industrial-grade samples. Figure 13 shows TGA results for graphene nanoribbons produced by the methods described herein, showing greater than 99% purity. Figure 14 shows an SEM image of GNRs made with the procedures described here. Figure 15 shows an electrochemical cell. Figure 16 shows a solid state battery. Figure 17 shows an ultracapacitor. Figure 18 shows the SEM image of CNTs produced in a standard fluidized bed reactor. Figure 19A shows an SEM image of CNTs made by the procedures described herein. Figure 19B shows an SEM image of CNTs made by the procedures described herein. Figure 20 shows the SEM image of a slurry of Si particles (20%) with a graphite anode. Figure 21 shows the SEM image of a slurry of nickel manganese cobalt particles and 0.5% GNRs with a graphite anode. Figure 22 shows the SEM image of a slurry of nickel manganese cobalt particles and 1.0% GNRs with a graphite anode. Figure 23 shows the sheet resistance of 20% Si-Graphite electrode layers with different conductive additives. Figure 24 shows the SEM image of 20% Si-graphite electrode layers containing 0.5% GNR. Figure 25 shows the capacitance results at different electrode layer thicknesses when the electrode contains GNRs. Figure 26 shows the capacitance results at different electrode layer thicknesses when the electrode does not contain GNR. Figure 27 shows the capacitance versus layer thickness with and without GNRs added. DETAILED DESCRIPTION Definitions Unless otherwise defined, this invention, including all technical and scientific terms used, has the meaning as commonly understood by one skilled in the art to which it pertains. If there is more than one definition for a term here, those in this section will prevail unless otherwise stated. As used herein, "carbon nanotubes" refer to allotropes of carbon that have a cylindrical structure. Carbon nanotubes may have defects such as the inclusion of C5 and/or C7 ring structures, so that the carbon nanotube may not be straight, may contain helical structures, and may contain randomly distributed defect regions in the C-C bonding pattern. Carbon nanotubes may contain one or more concentric cylindrical layers. The term "carbon nanotubes" as used herein includes single-walled carbon nanotubes, double-walled carbon nanotubes, and multiwalled carbon nanotubes alone or as mixtures thereof in purified form. In some configurations, carbon nanotubes are multiwalled. In other configurations, carbon nanotubes are single-walled. In still other configurations, carbon nanotubes are double-walled. In still other configurations, carbon nanotubes are a mixture of single-walled and multi-walled nanotubes. In still other configurations, carbon nanotubes are a mixture of single-walled and double-walled nanotubes. In still other configurations, carbon nanotubes are a mixture of double-walled and multi-walled nanotubes. In still other configurations, carbon nanotubes are a mixture of single-walled, double-walled, and multi-walled nanotubes. As used herein, "multiresponsive carbon nanotubes" refers to carbon nanotubes composed of multiple concentrically interwoven graphene sheets with interlayer spacings such as graphite. As used herein, "double-walled carbon nanotubes" refer to carbon nanotubes with two centrally intertwined graphene layers. As used herein, "single-walled carbon nanotubes" refers to carbon nanotubes with a single cylindrical layer of graphene. As used herein, "vertically aligned carbon nanotubes" refers to an array of carbon nanotubes deposited on a substrate in which the carbon nanotube structures are physically aligned perpendicular to the substrate. "Catalysts" or "metal catalysts" as used herein refer to Fe, Ni, Co, Cu, Ag, Pt, Pd, Au, etc., which are used in the cracking of hydrocarbon gases and aid in the formation of carbon nanotubes through the chemical vapor deposition process. As used herein, "chemical vapor deposition" refers to plasma-assisted chemical vapor deposition, thermal chemical vapor deposition, alcohol catalytic CVD, vapor phase growth, aerogel-assisted CVD, and laser-assisted CVD. As used herein, "plasma-assisted chemical vapor deposition" refers to the use of plasma (e.g., glow discharge) to convert a hydrocarbon gas mixture into excited species that deposit carbon nanotubes on a surface. "Thermal chemical vapor deposition" as used herein refers to the thermal decomposition of hydrocarbon vapor in the presence of a catalyst that can be used to deposit carbon nanotubes on a surface. As used herein, "physical vapor deposition" refers to vacuum deposition methods used to deposit thin films by condensing the evaporated form of the desired film material onto the film materials and includes techniques such as cathodic arc deposition, electron beam deposition, evaporative deposition, pulsed laser deposition, and sputter deposition. It does. As used herein, "forming carbon nanotubes" refers to any vapor deposition process, including the chemical and physical vapor deposition methods described herein, for forming carbon nanotubes on a substrate in a reaction chamber. As used herein, "ultracapacitors" include electrochemical capacitors, electrical double-layer capacitors, and supercapacitors. Carbon nanotubes are relatively new materials with outstanding physical properties such as superior current-carrying capacity, high thermal conductivity, good mechanical strength, and large surface area, making them advantageous in many applications. Carbon nanotubes have an extraordinary thermal conductivity of as high as 3000 W/mK, which is only lower than the thermal conductivity of diamond. Carbon nanotubes are mechanically strong, thermally stable above 400 °C under atmospheric conditions, and have reversible mechanical flexibility, especially when aligned vertically. Accordingly, carbon nanotubes can mechanically adapt to different surface morphologies due to this inherent flexibility. Additionally, carbon nanotubes have a low coefficient of thermal expansion and remain flexible in confined conditions under high temperatures. Economical delivery of carbon nanotubes in a controlled manner by practical and simple integration and/or packaging is essential for the application of many carbon nanotube technologies. Provided here are devices and methods that provide large quantities of carbon nanotubes of exceptional purity and uniform length. The CNTs synthesized here do not require expensive post-synthesis purification. The general features of the method are briefly as follows. First, the substrate is heated at high temperature. The catalyst is then coated on the surface of the substrate at high temperature to provide catalyst nanoparticles on the substrate that serve as the initiation site for CNT synthesis. CNTs are synthesized by providing the catalyst with a carbon source. Accordingly, the carbon source and carrier gas mixture is flowed into a chamber containing heated substrate coated with catalyst to provide substrate with bound CNTs. Finally, the synthesized CNTs are removed from the substrate and collected. Optionally, the catalyst-coated substrate is regenerated. In some embodiments, the catalyst is deposited on the substrate by sputtering, evaporation, dip coating, print sieving, electrospray, spray pyrolysis, or inkjet printing. The catalyst can then be chemically acidified or thermally annealed to induce catalyst particle nucleation. The choice of catalyst can lead to preferential growth of single-walled CNTs over multiresponsive CNTs. In some embodiments, the catalyst is deposited on a substrate by immersing the substrate in a catalyst solution. In other embodiments, the concentration of the catalyst solution in aqueous or organic solvents is between about 001% and about 20%. In still other embodiments, the concentration of the catalyst solution in aqueous or organic solvents is between about 0.1% and about 10%. In still other embodiments, the concentration of the catalyst solution in aqueous or organic solvents is between about 1% and about 5%. The temperature of the chamber where CNTs are made should be lower than the melting temperature of the substrate, lower than the decomposition temperature of the carbon source, and higher than the decomposition temperature of the catalyst raw material. The temperature range for growing multi-walled carbon nanotubes is about 600 0C to about 900 0C, while the temperature range for growing single-walled CNTs is about 700 0C to about 1100 0C. In some embodiments, CNTs are formed by chemical vapor deposition on a substrate containing metal catalysts for growing CNTs. It is important to note that continuous CNT formation on a constantly moving substrate ensures that CNTs have uniform lengths. Typical raw materials include, but are not limited to, carbon monoxide, acetylene, alcohols, ethylene, methane, benzene, etc. takes place. Carrier gases are inert gases such as argon, helium or nitrogen, while hydrogen is a typical reducing gas. The composition of the gas mixture and the time of exposure to the substrate regulate the length of the synthesized CNTs. For example, other methods of physical vapor deposition described above known to those skilled in the art may be used in the methods and devices disclosed herein. To prepare carbon nanotubes using any of the above methods, conditions well known to those skilled in the art can be used. Referring to Figure 1, a method for synthesizing carbon nanotubes is provided here. The method can be performed in separate steps as shown in Figure 1. Those skilled in the art will appreciate that any combination of steps can be performed continuously if desired. At 102 a catalyst is deposited on a substrate, at 104 carbon nanotubes are formed on the substrate, at 106 carbon nanotubes are separated from the substrate, and at 108 carbon nanotubes are collected. Referring to Figure 2, another method for synthesizing carbon nanotubes is provided here. The method can be performed in separate steps as shown in Figure 2. Those skilled in the art will appreciate that any combination of steps can be performed continuously if desired. Carbon nanotubes are formed on a substrate containing a catalyst at 202, carbon nanotubes are separated from the substrate at 204, and carbon nanotubes are collected at 206. Referring to Figure 3, another method for synthesizing carbon nanotubes is provided here. The method is applied continuously. A catalyst is continuously deposited on a moving substrate at 302, carbon nanotubes are continuously formed on a moving substrate at 304, carbon nanotubes are continuously separated from the substrate at 306, and carbon nanotubes are continuously deposited on a moving substrate at 308. The substrate may be cycled once or more through the steps described here. Referring to Figure 4, another method for synthesizing carbon nanotubes is provided here. The method is applied continuously as shown. Carbon nanotubes are continuously formed on the moving substrate containing the catalyst at 402, carbon nanotubes are continuously separated from the substrate at 404, and carbon nanotubes are continuously collected at 406. In some embodiments, deposition of 50 CNTs onto a mobile substrate through substrate deposition, shaping, and separation steps provides homogeneous CNTs of both high purity and high length. Additionally, controlling process conditions allows customization of CNT length. For example, changing the speed of the substrate moving through the manufacturing process changes the CNT length; Even though the CNT deposition module is faster, it will produce shorter lengths of CNTs, while slower speeds will produce longer lengths of CNTs. In some configurations, the substrate is completely covered with metal foil. In these embodiments, the substrate can be any material that is resistant to the conditions of catalyst deposition and CNT synthesis. Many such materials are known to those skilled in the art and include, for example, carbon fibers, carbon foil, silicone, quartz, etc. Contains. In other embodiments, the substrate is a metal foil that can be advanced continuously through various steps of the methods described herein. In some embodiments, the thickness of the metal foil is greater than 10 µM. In other embodiments, the thickness of the metal foil is between about 10 µM and about 500 µM. In still other embodiments, the thickness of the metal foil is between about 500 µM and about 2000 µM. In still other embodiments, the thickness of the metal foil is between about 0.05 µM and about 100 cm. In other embodiments, the thickness of the metal foil is between about 0.05 µM and about 100 cm. In other embodiments, the thickness of the metal foil is between about 0.05 mm and about 5 mm. In still other embodiments, the thickness of the metal foil is between about 0.1 mm and about 2.5 mm. In still other embodiments, the thickness of the metal foil is between about 0.5 mm and about 1.5 mm. In still other embodiments, the thickness of the metal foil is between about 1 mm and about 5 mm. In still other embodiments, the thickness of the metal foil is between about 0.05 mm and about 1 mm. In still other embodiments, the thickness of the metal foil is between about 0.05 m and about 0.5 mm. In still other embodiments, the thickness of the metal foil is between about 0.5 m and about 1 mm. In still other embodiments, the thickness of the metal foil is between about 1 mm and about 2.5 mm. In still other embodiments, the thickness of the metal foil is between about 2.5 mm and about 5 mm. In still other embodiments, the thickness of the metal foil is between about 100 µM and about 5 mm. In still other embodiments, the thickness of the metal foil is between about 10 µM and about 5 mm. In still other embodiments, the thickness of the metal foil is greater than about 100 µM. In still other embodiments, the thickness of the metal foil is less than about 100 µM. In some embodiments, the metal foil contains iron, nickel, aluminum, cobalt, copper, chromium, gold, silver, platinum, palladium, or combinations thereof. In other embodiments, the metal foil contains iron, nickel, cobalt, copper, gold, or combinations thereof. In some embodiments, the metal foil may be coated with organometallocenes, such as ferrocene, cobaltocene, or nickelocene. In some embodiments, the metal foil is an alloy of two or more elements of iron, nickel, cobalt, copper, chromium, aluminum, gold, or combinations thereof. In some embodiments, the metal foil is an alloy of two or more elements of iron, nickel, cobalt, copper, gold, or combinations thereof. In some embodiments, the metal foil is a high-temperature metal alloy. In other embodiments, the metal foil is stainless steel. In still other embodiments, the metal foil is a high-temperature metal alloy onto which a catalyst for growing carbon nanotubes has been deposited. In still other embodiments, the metal foil is stainless steel onto which a catalyst for growing carbon nanotubes is deposited. In some embodiments, the metal foil is a metal or combination of metals that is thermally stable above 400 oC. In some embodiments, the metal foil is a metal or combination of metals above 500 oC. The combination of metals in some of the above configurations is stainless steel. In some embodiments, the thickness of the metal foil is less than about 100 µM and the surface root mean square roughness is less than about 250 nm. In some embodiments, the metal foil has a thickness of greater than about 100 µM and a surface root mean square roughness of less than about 250 nm. In still other embodiments, the metal foil has a thickness of less than about 100 µM and a surface root mean square roughness of less than about 250 nm and contains iron, nickel, cobalt, copper, gold, or combinations thereof. In still other embodiments, the metal foil has a thickness greater than about 100 µM and a surface root mean square roughness of less than about 250 nm and contains iron, nickel, cobalt, copper, gold, or combinations thereof. In still other embodiments, the metal foil has a thickness of less than about 100 µM and a surface root mean square roughness of less than about 250 nm and includes a catalyst film. In still other embodiments, the metal foil has a thickness of greater than about 100 µM and a surface root mean square roughness of less than about 250 nm and includes a catalyst film. In some of the above configurations, the root mean square roughness is less than about 100 nm. In some embodiments, the substrate advances continuously through the steps of the above methods at a speed greater than 0.1 cm/min. In other embodiments, the substrate advances continuously through the steps of the above methods at a speed greater than 0.05 cm/min. In still other embodiments, the substrate advances continuously through the steps of the above methods at a speed greater than 0.01 cm/min. In still other embodiments, the substrate is processed more than 10 times through the steps of deposition, shaping, separation, and collection. In some embodiments, the substrate is larger than about 1 cm. In other embodiments, in some of the embodiments, the substrate is a metal foil. In some configurations, carbon nanotubes are formed throughout the substrate. In other configurations, carbon nanotubes are formed on both sides of the metal foil. In some embodiments, the concentration of catalyst deposited on the substrate is between about 0.001% and about 25%. In some embodiments, the concentration of catalyst deposited on the substrate is between about 0.1% and about 1%. Again, in some embodiments, the concentration of catalyst deposited on the substrate is between about 0.5% and about 20%. In some embodiments, the concentration of carbon nanotubes on the substrate is between about 1 nanotube per µM and about 50 nanotubes per µM. In other embodiments, the concentration of carbon nanotubes on the substrate is between about 10 nanotubes per µM and about 500 nanotubes per µM. In some embodiments, CNTs are separated from the substrate by mechanically removing the CNTs from the substrate surface. In other embodiments, separation of CNTs from the substrate involves removing the CNTs from the substrate surface with a mechanical tool (e.g., a knife, an abrasive surface, etc.), resulting in high purity with little or no metal impurities that require no additional purification. CNTs are obtained. In still other embodiments, separation of CNTs from the substrate involves chemical methods that disrupt the adhesion of the CNTs to the substrate. In still other embodiments, ultrasonication disrupts the adhesion of CNTs to the substrate. In still other embodiments, pressurized gas flow disrupts the adhesion of CNTs to the substrate. The combination of deposition of CNTs on a substrate and separation of CNTs from the substrate creates uniform-length CNT products that are free of catalyst and amorphous carbon impurities. CNTs can be deposited, for example, in an open container, a wire mesh screen, a solid surface, a filtration device, etc. It can be collected in or on any suitable object, such as The choice of collection device will be associated with the method used to disrupt the adhesion of CNTs to the substrate. In some configurations, carbon nanotubes are randomly aligned. In other configurations, carbon nanotubes are aligned vertically. In still other embodiments, the homogeneous length is 200 µM. In still other embodiments, the uniform length may vary from 50 µM to 2 cm. In general, the uniform length is approximately +/- 10% of the specified length. Accordingly, a sample with a uniform length of approximately 100 µM will contain nanotubes with a length between 90 µM and 110 µM. In still other configurations, the carbon nanotubes are aligned vertically and of uniform length. In some embodiments, the density of carbon nanotubes is between about 2 mg/cm 2 and about 1 mg/cm 2 . In other embodiments, the density of carbon nanotubes is between about 2 mg/cm2 and about 0.2 mg/cm2. In some configurations, vertically aligned carbon nanotubes have a thermal conductivity greater than approximately 50 W/mK. In other configurations, vertically aligned carbon nanotubes have a thermal conductivity greater than approximately 70 W/mK. In some configurations, the vertically aligned carbon nanotubes have a thickness between about 100 µm and about 500 µm. In other configurations, the thickness of the vertically aligned carbon nanotubes is less than about 100 µm. In some embodiments, the carbon nanotubes are greater than about 90%, about 95%, about 99%, about 995%, or about 99.9% pure. In other configurations, carbon nanotubes are about 90%, about 95%, about 99%, about 99.5%, or about in length. In other configurations, carbon nanotubes are about 90% to about 95% length. It should be noted that the above configurations clearly cover all possible combinations of purity and length. In some configurations, the tensile strength of carbon nanotubes is between about 11 GPa and about 63 GPa. In other configurations, the tensile strength of carbon nanotubes is between about 20 GPa and about 63 GPa. In still other embodiments, the tensile strength of carbon nanotubes is between about 30 GPa and about 63 GPa. In still other configurations, the tensile strength of carbon nanotubes is between about 40 GPa and about 63 GPa. In still other embodiments, the tensile strength of carbon nanotubes is between about 50 GPa and about 63 GPa. In still other embodiments, the tensile strength of carbon nanotubes is between about 20 GPa and about 45 GPa. In some embodiments, the elastic modulus of carbon nanotubes is between about 1.3 TPa and about 5 TPa. In other embodiments, the elastic modulus of carbon nanotubes is between about 1.7 TPa and about 2.5 TPa. In other configurations, the elastic modulus of carbon nanotubes is between about 2.7 TPa and about 3.8 TPa. Referring to Figure 5, a device for continuously synthesizing CNTs is provided here. The transport module contains drums (501A and 501B) connected to each other by the substrate (506). The substrate (506) continuously moves from the drum (501A) to the drum (501B) via the catalyst module (502), nanotube synthesis module (503) and separation module (504). Note that pure substrate 506A is modified by catalyst module 502 to provide catalyst-containing substrate 506B. In some embodiments, the catalyst module 502 is a catalyst solution into which the substrate 506A is immersed. Carbon nanotubes are continuously formed on the substrate (506B) during passage through the nanotube synthesis module (503) to obtain the substrate (506C) containing carbon nanotubes. In some embodiments, the nanotube is continuously processed by the synthesis module and stripped from the bound carbon nanotubes to obtain the substrate (506A), which is then collected by the drum (501B). In some embodiments, the separation module contains a blade that mechanically cuts off the substrate (506A). Note that the extracted carbon nanotubes 506C) are continuously collected by process 506D in the collection module 505. In some embodiments, the collection module 505 is an empty container conveniently located to collect the CNTs separated from the substrate surface by the separation module 504. In the above embodiment, the substrate 506 is not recycled during the production run. Referring to Fig. 6, another device for continuously synthesizing CNTs is shown schematically where the transport module interconnects with the substrate 606. Note that pure substrate 606A is modified by catalyst module 602 to provide catalyst-containing substrate 606B. In some embodiments, the catalyst module 502 is a catalyst solution into which the substrate 606A is immersed. Carbon nanotubes are continuously formed on the substrate (606B) during passage through the nanotube synthesis module (603) to obtain the substrate (506C). In some embodiments, the nanotube synthesis module is continuously processed by the separation module (604) and is stripped from the attached carbon nanotubes to obtain the substrate (606A), which is then collected by the drum (601B). In some embodiments, the separation module (a mechanically separating Note that the carbon nanotubes removed from the substrate (606C) are continuously collected by the process (606D) in the collection module (605). In some embodiments, the collection module (605) is suitable for collecting the CNTs separated from the substrate surface by the separation module (604). In the above embodiment, the substrate is recycled at least once throughout the production run. Although many of the above embodiments have been described as continuous synthesis of nanotubes, those skilled in the art will appreciate that the methods and devices described herein can be applied intermittently. An example separation module is shown schematically. The drum 704 advances the substrate 701, which is processed by the catalyst module (not shown) and the carbon nanotube deposition module (not shown) and covered with carbon nanotubes, to the tool 700, which removes the carbon nanotubes 702 to provide the substrate 703 devoid of carbon nanotubes. . In some embodiments, tool 700 is a cutting blade. The substrate (703) is collected by the drum (705). Carbon nanotubes (702) are collected in the container (706). Substrate 701 is coated with carbon nanotubes on only one side, as shown. Those skilled in the art will appreciate that nanotubes can be grown on both sides of the substrate and that a substrate coated on both sides can be processed in a manner similar to that described above. Figure 8 shows a horizontal view of an exemplary rectangular quartz chamber 800 that can be used in a nanotube synthesis module containing multiple substrates 801 containing a catalyst. Figure 9 shows a perspective view of an exemplary rectangular quartz chamber 900 that can be used in a nanotube synthesis module containing multiple substrates 901 containing catalyst. The quartz chamber contains showerheads (not shown) for carrier gases and carbon feedstocks and can be heated to temperatures sufficient to form CNTs. In some embodiments, the chamber has an inner chamber thickness greater than 0.2 inches. In other embodiments, multiple substrates are processed simultaneously by the hopper. CNTs have been used for many applications, including Raman, spectroscopy, UV, visible, near-infrared spectroscopy, fluorescence and It can be characterized by a number of techniques. The combination of many, if not all, of the above is sufficient to fully characterize carbon nanotubes. In some embodiments, the CNTs have an Id/Ig ratio of less than about 1.20. In other embodiments, the 1d/Ig ratio of CNTs is approximately 1. It is less than 10. In still other embodiments, the CNTs have a 1d/Ig ratio of less than about 1.00. In still other embodiments, the CNTs have a lal/Ig ratio of less than about 0.90. In still other embodiments, the CNTs have a lal/Ig ratio of less than about 0.85. In still other configurations, the garnet/Ig ratio of graphene nanoribbons is between about 0.76 and about 0.54. In some embodiments, the CNTs have an Id/Ig ratio of less than about 1.20 and more than about 0.76. In other embodiments, the Id/Ig ratio of CNTs is less than about 1.10 and more than about 0.76. In still other embodiments, the CNTs have an Id/Ig ratio of less than about 1.00 and more than about 0.76. In still other embodiments, the CNTs have an Id/Ig ratio of less than about 0.90 and more than about 0.76. In still other embodiments, the Id/Ig ratio of the CNTs is less than about 0.85 and more than about 0.76. The inflection point is the temperature at which thermal distortion reaches its maximum value. The starting point is the temperature at which approximately 10% of the material deteriorates due to high temperature. In some embodiments, CNTs have an inflection point greater than about 700 OC and an inflection point greater than about 600 OC. In some embodiments, CNTs have an inflection point greater than about 710 OC and an inflection point greater than about 610 OC. In some embodiments, CNTs have an inflection point greater than about 720 °C and an onset point greater than about 620 °C. In some configurations, CNTs have an inflection point greater than about 730 °C and an inflection point greater than about 640 °C. In some embodiments, CNTs have an inflection point greater than about 740 OC and an inflection point greater than about 650 OC. In some of the above configurations, the starting point is lower than about 800 oC. In general, graphene nanoribbons can be prepared from CNTs by methods including but not limited to the following; acid oxidation (e.g., Kosynkin et al., Nature, 2009, Cano-Marques et al., Nano Lett. 2010, 10, 366), metal particle catalysis (e.g., Elias et al., hydrogenation (Talyzin et al., ACS Nano, 2011, 5, 5132) and sonochemistry (Xie et al., J. Am. Chem. Soc. . Any of the above methods can be used to prepare graphene nanoribbons from CNTs as described herein. Here is a SEM image with reference to Figure 14 The linearity of the GNRs prepared as above is also indicative of the structural homogeneity and superior physical properties for this class of materials. In some configurations, the uniform length of graphene nanoribbons averages about 10 or about 200 μM. In other embodiments, the uniform length may vary from about 30 µM to about 2 cm. In general, the uniform length is about +/- 10% of the specified length. Thus, a sample with a uniform length of about 100 µM is about 90 µM. It will contain GNRs with a length of approximately 110 µM. In some embodiments, graphene nanoribbons are made of uniform length carbon nanotubes with an average length of about 10 µM to about 200 µM. In some embodiments, graphene nanoribbons are greater than about 90%, about 95%, about 99%, about 995%, or about 99.9% pure. In other configurations, graphene nanoribbons are about 90%, about 95%, about 99%, about 995%, or about in length. In still other configurations, graphene nanoribbons have a uniform length of approximately 10 μM, approximately 20 μM, and greater than 99% purity. In still other configurations, graphene nanoribbons have a uniform length of approximately 20 μM and greater than 99% purity. It should be noted that the above configurations clearly cover all possible combinations of purity and length. In some embodiments, the Igd/Ig ratio of graphene nanoribbons is less than approximately 1.20. In some configurations, the 1261/1g ratio of graphene nanoribbons is less than approximately 1.10. In still other configurations, the Igd/Ig ratio of graphene nanoribbons is less than approximately 1.20. In still other embodiments, the Igd/Ig ratio of graphene nanoribbons is less than approximately 1.00. In still other configurations, the 1261/1g ratio of graphene nanoribbons is less than approximately 0.90. In still other embodiments, the Igd/Ig ratio of graphene nanoribbons is less than approximately 0.80. In still other configurations, the 1261/1g ratio of graphene nanoribbons is less than approximately 0.70. In still other configurations, the 1261/1g ratio of graphene nanoribbons is less than approximately 0.60. Again it is among the others. In still other configurations, the 1201/1g ratio of graphene nanoribbons is between about 0.54 and about 0.1. In some embodiments, the graphene nanoribbons have a 1201/1g ratio of less than about 1.20 and more than about 0.60. In other configurations, the IZd/Ig ratio of graphene nanoribbons is less than about 1.10 and more than about 0.60. In still other configurations, the graphene nanoribbons have a 1261/1g ratio of less than about 1.00 and more than about 0.60. In still other configurations, the graphene nanoribbons have an IZd/Ig ratio of less than about 0.90 and more than about 0.60. In still other embodiments, the graphene nanoribbons have an IZd/Ig ratio of less than about 0.85 and more than about 0.60. In some embodiments, the GNRs have an inflection point greater than about 700 OC and an origin point greater than about 600 OC. In some embodiments, the GNRs have an inflection point greater than about 710 °C and an onset point greater than about 610 °C. In some embodiments, the GNRs have an inflection point greater than about 720 °C and an onset point greater than about 620 °C. In some embodiments, the GNRs have an inflection point greater than about 730 OC and an origin point greater than about 640 OC. In some embodiments, the GNRs have an inflection point greater than about 740 OC and an origin point greater than about 650 OC. In some of the above configurations, the starting point is lower than about 800 OC. Here, graphene electrodes are provided that can be used in various energy storage devices, for example lithium-ion batteries, lithium-ion polymer batteries, solid-state batteries or ultracapacitors. In some embodiments, the electrode comprises graphene nanoribbons of uniform length and greater than about 90% purity. In other embodiments, the electrode comprises graphene nanoribbons of uniform length and greater than about 99% purity. In still other embodiments, the electrode comprises graphene nanoribbons of uniform length and greater than about 99.5% purity. In still other embodiments, the electrode comprises graphene nanoribbons of uniform length and greater than about 99.9% purity. In some of the above configurations, the length of graphene nanoribbons is approximately 20 μM. In the others of the above configurations, the length of the graphene nanoribbons is approximately 50 μM. In still others of the above configurations, the length of the graphene nanoribbons is approximately 100 μM. In still others of the above configurations, the length of the graphene nanoribbons is approximately 200 μM. In still other embodiments, the electrode contains about 10 µM, about 20 µM, graphene nanoribbons of uniform length and greater than 99% purity. In still other embodiments, the electrode contains graphene nanoribbons of uniform length of approximately 20 µM and greater than 99% purity. In some of the above configurations, the electrodes may also contain a cathode active material. Cathode active materials include, but are not limited to, lithium cobalt oxide, lithium nickel oxide, lithium manganese oxide, lithium vanadium oxide, lithium-mixed metal oxide, lithium iron phosphate, lithium manganese phosphate, lithium manganese cobalt, lithium vanadium phosphate, lithium mixed metal Contains phosphates, metal sulphides, nickel manganese cobalt and their combinations. The cathode active material may also contain chalcogen compounds, such as titanium disulphate or molybdenum disulphate, or combinations thereof. In some embodiments, the cathode material is lithium cobalt oxide (e.g., LiXCoog where 0.85XS1), lithium nickel oxide (e.g., LiNiOz), or lithium manganese oxide (e.g., LiMn2O4 and LiMnO2), lithium iron phosphate, or combinations thereof. Cathode materials can be prepared in the form of fine powder, nanowire, nanorod, nanofiber or nanotube. In some embodiments, the cathode active material is lithium cobalt oxide, nickel manganese cobalt, nickel cobalt aluminum oxide, lithium nickel manganese cobalt, lithium nickel cobalt aluminum oxide, lithium manganese oxide, lithium iron phosphate, or Fegs. Any known cathode active material can be used in the energy storage devices described herein. In some of the above embodiments, the electrode may also contain a cathode active material. Anode active materials include, but are not limited to: lithium metal, carbon, lithium intercalated carbon, lithium nitrides, lithium alloys with silicon, bismuth, boron, gallium, indium, zinc, tin, tin oxide, antimony, aluminum, titanium oxide, molybdenum, germanium, manganese, niobium, vanadium, tantalum, gold, platinum, iron, copper, chromium, nickel, cobalt, zirconium, yttrium, molybdenum oxide, germanium oxide, silicon oxide, silicon carbide, or combinations thereof. In some embodiments, the anode active material is graphite, lithium titanate, tin/cobalt alloy. is silicon or solid state lithium. Any known anode active material can be used in the energy storage devices described herein. Also provided herein is an electrochemical cell containing one or two electrodes as described in some of the above embodiments. Figure 15 shows an electrochemical cell. Referring here to Figure 15, an electrochemical cell 1500 has at least one electrode containing graphene nanoseries of uniform length and greater than about 90% purity. In some embodiments, the electrode contains graphene nanoribbons of about 10 µM, about 20 µM, about 30 µM in length, and greater than 99% purity. In other embodiments, the electrode is immersed at a uniform length of approximately 20 µM and greater than 99% purity and isolated by separator 1508 to provide the electrochemical cell 1500 . A lithium-ion battery is also provided here. The lithium-ion battery has an enclosure containing one or two electrodes, a liquid electrolyte disposed between an anode and a cathode, and a separator between the cathode and anode, as described in some of the above embodiments. An example cell of a lithium-ion battery is shown in Figure 15. In a lithium-ion battery, the liquid electrolyte 1502 must contain a lithium salt. At least one electrode contains graphene nanoribbons of uniform length and greater than about 90% purity. In some embodiments, it contains graphene nanoribbons of about 150 µM or about 200 µM uniform length and greater than 99% purity. A lithium-ion polymer battery is also provided here. The lithium-ion polymer battery has a housing containing one or two electrodes described in some of the above embodiments, a polymer electrolyte placed between an anode and a cathode, and a microporous separator between the cathode and anode. In some embodiments, the polymer electrolyte is a gelled polymer electrolyte. In other embodiments, the polymer electrolyte is a solid polymer electrolyte. A cell of the lithium-ion polymer battery is also shown in Figure 15. Referring to Figure 15 here, the electrolyte (1502) is lithium-ion polymer and the separator (1508) is a microporous separator. At least one electrode contains graphene nanoribbons of uniform length and greater than about 90% purity. In some embodiments, the electrode contains graphene nanoribbons of about 10 µM, about 20 µM, of uniform length and greater than 99% purity. A solid-state battery is also provided here. The solid-state battery has an enclosure containing one or two electrodes and a layer of solid electrolyte positioned between an anode and a cathode, as described in some of the above embodiments. At least one electrode contains graphene nanoribbons of uniform length and greater than about 90% purity. In some embodiments, the electrode contains graphene nanoribbons with purity in excess of about 10 µM, about 20 µM, about 30 µM, about 50 µM. Figure 16 shows a solid state battery. Referring here to Figure 16, the solid state battery is configured in a layered manner and includes a positive electrode layer 1604, a negative electrode layer 1608, and a solid state electrolyte layer 1606 between the electrode layers. At least one electrode contains graphene nanoribbons of uniform length and greater than about 90% purity. In some embodiments, the electrode contains graphene nanoribbons of about 10 µM, about 20 µM uniform length and greater than 99% purity. Also shown are the positive electrode current collector (1602) and the negative current collector (1610). An ultracapacitor is also provided here. The ultracapacitor has a power supply connected to two collectors, with at least one of the collectors in contact with one or two electrodes described in some of the above configurations, a liquid electrolyte placed between the electrodes, and a separator between the available electrodes. In some configurations, the ultracapacitor is a dummy capacitor. The block diagram of an example ultracapacitor is shown in Figure 17. Looking at Figure 17 here, there are two electrodes (1704) separated by an electrolytic membrane (7106) in the ultracapacitor (1700). At least one electrode contains graphene nanoribbons of uniform length and greater than about 90% purity. In some embodiments, the electrode contains graphene nanoribbons of about 10 µM, about 20 µM uniform length and greater than 99% purity. Electrical leads (1710) (e.g. thin metal wires) contact the collectors (1702) to provide electrical contact. Ultra capacitor 1700 is immersed in an electrolyte solution and leads 1710 are fed out of the solution to facilitate operation of the capacitor. The clamp assembly (1708) (e.g., coin cells or laminated cells) keeps the carbon nanotubes (1704) attached to the metal substrate (1702) in close proximity while the membrane (1706) maintains electrode separation (i.e., electrical isolation) and minimizes the volume of the ultracapacitor (1700). . It consists of an electrolytic membrane (1706) immersed in electrolyte (e.g. 45% sulfuric acid or KOH). In some configurations, the ultracapacitor is a dummy capacitor. In some of these configurations, the electrodes are loaded with oxide particles (e.g., RuO2, MnO2, Fe3O4, NiOg, MgO2, etc.). In others of these configurations, the electrodes are coated with electrically conductive polymers (e.g., polypyrrole, polyanilyme, polythiophene, etc.). In some embodiments, the ultracapacitor is an asymmetric capacitor (i.e., one electrode is different from the other electrode in the capacitor). In some of the above configurations of energy storage devices, the number of electrodes is one and the electrode is the anode. In the other embodiments above, the number of electrodes is one and the electrode is the cathode. Again, in the other configurations above, the number of electrodes is two and one electrode is the anode and the second electrode is the cathode. In some of the above embodiments, the anode also includes an anode active material. In other embodiments above, the cathode further includes a cathode active material. In still other embodiments above, the anode further includes an anode active material and the cathode further includes a cathode active material. In some embodiments above, the cathode active material is lithium cobalt oxide, nickel manganese cobalt, nickel cobalt aluminum oxide, lithium nickel manganese cobalt, lithium nickel cobalt aluminum oxide, lithium manganese oxide, lithium iron phosphate or FeZS, and the anode active material is graphite, lithium titanate. , tin/cobalt alloy, silicon or solid-state lithium. Other conductive additives that may be used in the electrodes described herein include, but are not limited to, carbon particles, graphite, carbon black, carbon nanotubes, graphene nanosheets, metal fibers, acetylene black, and ultrafine graphite particles or combinations thereof. In general, any conductive material with suitable properties can be used in the energy storage devices described herein. Connectors that can be used in the electrodes described here include the following; poly(Vinyl)acetate, polyVinyl alcohol, polyethylene oxide, polyVinyl pyrrolidone, alkylated polyethylene oxide, cross-linked polyethylene oxide, polyvinyl ether, poly(methyl methacrylate), polyvinylidene fluoride, polyVinyl fluoride, polyimides, poly tetrafluoroethylene, ethylene tetrafluoroethylene (ETFE), siloxane-based binders such as polyhexafluoropropylene, polyVinilidene fluoride copolymer (product name: Kynar), poly(ethyl acrylate), polytetrafluoroethylenepolyVinylchloride, polyacrylonitrile, polyVinylpyridine, polystyrene, carboxy methyl cellulose, polydimethylsiloxane, styrene-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber and styrene- rubber-based binders including isoprene rubber, ethyleneglycol-based binders such as polyethylene glycol diacrylate and their derivatives, mixtures thereof and copolymers thereof. More specific examples of polyvinylidene fluoride copolymers include polyVinilidene fluoride-hexafluoropropylene copolymers, polyVinilidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymers, polyVinilidene fluoride-chlorotrifluoroethylene copolymers, and polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene copolymers. In general, any connector with suitable properties can be used in the energy storage devices described herein. A separator is any membrane that transports ions. In some embodiments, the separator is an ion-carrying fluid-impermeable membrane. In other embodiments, the separator is a porous polymer membrane infused with liquid electrolyte that transports ions between the cathode and anode materials while preventing electron transfer. In still other embodiments, the separator is a microporous membrane that prevents particles comprising the positive and negative electrodes from passing the membrane. In still other embodiments, the separator is a single or multilayer microporous separator that fuses above a certain temperature to prevent ion transfer. In still other embodiments, the separator contains lithium salt complexed polyethyleneoxide (PEO) polymer, Nafion, Celgard, Celgard 3400, glass fibers, or cellulose. In other embodiments, the microporous separator is a porous polyethylene or polypropylene membrane. Any known separator used in lithium-ion batteries can be used in the energy storage devices described here. Electrolytes include the following; aqueous electrolytes (e.g. sodium sulfate, magnesium sulfate, potassium chloride, sulfuric acid, magnesium chloride, Etc.), organic solvents (e.g. 1-ethyl-3-methylnidazolium bis(peniafluoroethylsulfonyl)imide, Etc.), electrolyte soluble in organic solvents salts, tetralkylammonium salts (e.g., (C3CH3NBF4, (C4PBF4, (C, lithium salts (e.g., LiBF4, LiPF6, LiCF3803, LiClO4, Etc., etc.), N-alkyl-pyridinium salts, 1,3 bisalkyl imidazolium salts, Etc.). For example, lithium salts such as LIPF6, LiBF4, LiCF3803, LiClO4 are typically ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, ethyl propionate, methyl propionate, propylene carbonate, γ-butyrolactone, acetonitrile, ethyl acetate, propyl formate, methyl formate, Any known electrolyte and/or solvent used in ultracapacitors and electrochemical cells can be used in the ultracapacitor and electrochemical cell energy storage devices described herein. Any known non-aqueous solvent or any known electrolyte used in lithium-ion batteries can be used in the lithium-ion energy storage devices disclosed herein. Also useful are polymer electrolytes, such as gel polymer electrolytes and solid polymer electrolytes. Gel polymer electrolytes are obtained by mixing poly(ethylene oxide) (PEO), poly(Vinilidene difluoride), polyVinyl chloride, poly(methyl methacrylate), and poly(Vinilidene fluoride-hexafluoropropylene) copolymer) with a liquid electrolyte. Solid polymer electrolytes include polyethylene oxides, polycarbonates, polysiloxanes, polyesters, polyamines, polyalcohols, polymers, lignin, chitin, and cellulose. Any known gel polymer electrolyte used in lithium-ion batteries or any known solid state polymer electrolyte can be used in the energy storage devices disclosed herein. Solid-state electrolytes used in solid-state batteries include inorganic solid electrolytes (e.g., sulfur solid-state electrolyte materials (e.g., LiZS-PZS and LiS-PZS5 -LiI), oxide solid-state electrolyte materials, nitride solid-state electrolyte materials, and halide solid-state electrolyte materials). ) and solid polymer electrolytes (e.g., polyethylene oxides, polycarbonates, polysiloxanes, polyesters, polyamines, polyalcohols, fluoropolymers, lignin, chitin, and cellulose). Other examples include NASICON type oxides, gamete type oxides and perovskite type oxides. Any solid-state electrolyte used in lithium-ion batteries can be used in the energy storage devices described here. The anode layer in solid-state batteries consists of lithium transition metal oxides such as lithium titanate, transition metal oxides such as TiOz, Nb2CO3 and WO3, metal sulfides, metal nitrides, carbon materials such as graphite, soft carbon and hard carbon, metallic lithium, metallic indium, lithium alloys and the like. and other anode materials referenced above. The cathode layer in solid state batteries contains lithium cobaltate (LiCoOz), lithium nickelate (LiNiO2), LiNipMnqur02(p+q+r=l), LiNipAlqur02(p+q+r=l), Li1+XMn2_X_yMyO4(X+y=2). at least one of M, Al, Mg, Co, Fe, Ni and Zn and lithium metal phosphate LiMnPO4, m, at least one of Fe, Mn, C0 and Ni together with the conventional cathode material referred to above. Available collectors are Al It contains metals such as Cu, Ni, Ti, stainless steel and carbonaceous materials. Without wishing to be bound by theory, uniform distribution of graphene nanoribbons of uniform length and greater than about 90% purity with active materials (i.e., both cathode and anode active materials) may be important for best electrode performance. Graphene nanoribbons, evenly distributed within active materials, can establish electrical connections with active particles at the cathode and anode, increasing conductivity and increasing capacity and charging rates while reducing resistance. More extensive physical contact between graphene nanoribbons and active particles at the cathode or anode can create a better electrical network in the electrode layers, resulting in lower layer resistance. In some configurations, the weight percentage of graphene nanoribbons to active material (i.e., both cathode and anode active materials) is approximately 5%. In other configurations, the weight percentage of graphene nanoribbons to active material (i.e., both cathode and anode active materials) is approximately 2.5%. In some embodiments, the weight percentage of graphene nanoribbons to active material (i.e., both cathode and anode active materials) is approximately 1%. In some embodiments, the weight percentage of graphene nanostripes to active material (i.e., both cathode and anode active materials) is approximately 0.5%. Representational Configurations l. An electrode composed of graphene nanoribbons of uniform length and greater than approximately 90% purity. 2. Electrode of embodiment 1, where the graphene nanostripes are more than about 95% pure. Electrode of graphene nanoseries. Electrode of graphene nanoseries. Electrode of graphene nanoseries. Electrode of graphene nanoseries. Electrode of graphene nanoseries. Electrode of graphene nanoseries. Electrode of graphene nanoseries. Configuration 1 is more than approximately 99% pure. Configuration 1 is more than approximately 99.5% pure. Configuration 1 is more than approximately 99.9% pure. Configuration 1 is approximately 20 uM in length. Configurations 1-5 are approximately 50 uM in length. The electrode of the configurations 1-9, where the length of the configurations 1-5, where the length is approximately 100 µM, and the configurations 1-5, where the length is approximately 200 µM, also contains a cathode active material. The cathode active material is lithium cobalt oxide, nickel manganese cobalt, nickel cobalt aluminum oxide, lithium nickel manganese cobalt, lithium nickel cobalt aluminum oxide, lithium manganese oxide, lithium iron phosphate or FeZS in configuration 10's electrode. The electrode of embodiments 1-9 further includes an anode active material. The electrode of configuration 12, where the anode active material is graphite, lithium titanate, tin/cobalt alloy, silicon, or solid-state lithium. An electrochemical cell containing one or two electrodes of configurations 1-9. Electrochemical cell of configuration l4 where the number of electrodes is one and the electrode is the anode. Electrochemical cell of configuration l4 where the number of electrodes is one and the electrode is the cathode. Electrochemical cell of configuration 14, where the number of electrodes is two and one electrode is the anode and the second electrode is the cathode. Electrochemical cell of embodiment 15, where the anode further includes an anode active material. Electrochemical cell of embodiment 16, where the cathode further includes a cathode active material. The electrochemical cell of embodiment 17, where the anode further includes an anode active material and the cathode further includes a cathode active material. The electrochemical cell in embodiment 17, wherein the cathode active material is lithium cobalt oxide, nickel manganese cobalt, nickel cobalt aluminum oxide, lithium nickel manganese cobalt, lithium nickel cobalt aluminum oxide, lithium manganese oxide, lithium iron phosphate or FeZS, and the anode active material is graphite, lithium titanate, tin/cobalt alloy, silicon or solid state lithium. A housing containing one or two electrodes of embodiments 1-9; a liquid electrolyte placed between an anode and a cathode; and a lithium-ion battery containing a separator between the cathode and anode. A housing containing one or two electrodes according to embodiments 1-9; a liquid electrolyte placed between an anode and a cathode; and a lithium-ion battery containing a separator between the cathode and anode. The lithium ion polymer battery according to embodiment 23, wherein the polymer electrolyte is a gelled polymer electrolyte. The lithium ion polymer battery according to embodiment 23, wherein the polymer electrolyte is a gelled polymer electrolyte. A solid-state battery comprising a housing containing one or two electrodes according to embodiments 1-9 and a solid electrolyte layer disposed between an anode layer and a cathode layer. An ultracapacitor comprising: a two-collector coupled power supply in which at least one of the collectors is in contact with one or two electrodes of configurations 1-9; a liquid electrolyte placed between the electrodes; and an ultracapacitor according to Embodiment 26 between the current electrodes, wherein the ultracapacitor is a pseudocapacitor. Finally, it should be noted that there are alternative ways of implementing the present invention. Accordingly, the present embodiments should be considered illustrative rather than restrictive, and the invention is not limited to the details given herein but may be modified within the scope and equivalents of the appended claims. All publications and patents cited herein are incorporated by reference in their entirety. The following examples are provided for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the invention. EXAMPLES Example 1: Thermogravimetric Analysis of Multi-Walled CNTs Carbon purity and thermal stability of CNTs were evaluated using Thermogravimetric Analyzer (TGA), TA instruments, Q5 00. The samples were heated to 900 0C at a rate of 10 OC/min under an air atmosphere (Praxair AI NDK) and defined as /(weight of all carbonaceous materials + weight of catalyst) for 10 minutes before cooling. Figure 10 shows thermal stability data for multi-walled carbon nanotubes made with the methods and devices described herein. The multi-walled carbon nanotubes made here have an inner diameter of approximately 5 nm and have between 5-8 walls and a customizable length between 10 μM and 200 μM. In the region below 400°C, amorphous carbon and carbonaceous materials with poor thermal resistance have degraded. As can be seen from the graph, there is almost no amorphous carbon and carbonaceous material in the multi-walled carbon nanotubes made with the methods and devices described here. The carbon purity of CNTs made with the methods and devices described here is 99.4%. Example 2: Raman Analysis of Multi-Walled CNTs mg CNTs were suspended in approximately 100 mL of methanol to form a blackish solution. The resulting suspension was then sonicated for approximately 10 min to disperse the CNTs homogeneously in the suspension, as a thin layer of CNTs is required for Raman spectra. The suspension was then spread on the Si substrate to form a thin layer. The coated Si substrate was then placed in the oven at 130 °C for 10 minutes to evaporate the dispersing agent in the sample. Raman spectra were then recorded with a Theimos Nicolet Dispersive XR Raman Microscope with 532 nm laser radiation, 50s integration, 10X objective and 24mW laser. The ratio of D and G band intensities is often used as a diagnostic tool to verify the structural perfection of CNTs. Figure 11 shows the Raman spectra of ultrasensitive carbon nanotubes (solid line) and commercially available CNTs (dashed line) made with the methods and devices described here. The ID/IG and IG/IG ratio of highly sensitive carbon nanotubes made by the methods and devices described here are 0.76 and 0.44, respectively, while the same ratios for commercially available CNTs are 1.27 and 0.4, respectively. The above indicates that multi-walled carbon nanotubes produced by the methods and devices described herein have higher crystallinity compared to those produced by other methods and are in agreement with thermal stability data. Example 3: Raman Analysis of Multisensitive GNRs Carbon purity and thermal stability of CNTs were evaluated using ThermograVimetric Analyzer (TGA), TA instruments, Q500. The samples were heated to 900 0C at a rate of 10 OC/min under an air atmosphere (Praxair AI NDK) and defined as /(weight of all carbonaceous materials + weight of catalyst) for 10 minutes before cooling. Figure 13 shows thermal stability data for GNRs made by the methods described here. The produced GNRs have a customizable length between 10 μM and 200 μM. In the region below 400°C, amorphous carbon and carbonaceous materials with poor thermal resistance have degraded. As can be seen from the graph, there is almost no amorphous carbon and carbonaceous material in the GNRs made with the methods and devices described here. Carbon purity is more than 99.2%. Example 4: Raman Analysis of GNRs mg CNTs were suspended in approximately 100 mL of methanol to form a blackish solution. The resulting suspension was then sonicated for approximately 10 min to disperse the CNTs homogeneously in the suspension, as a thin layer of CNTs is required for Raman spectra. The suspension was then spread on the Si substrate to form a thin layer. The coated Si substrate is then placed in an oven at 130 °C for 10 min to evaporate the dispersing agent in the sample. Raman spectra, as shown in the figure, were then recorded with a Theimos Nicolet Dispersive XR Raman Microscope with 532 nm laser radiation, 50 s integration, 10X objective and 24mW laser. The ratio of D and G band intensities is often used as a diagnostic tool to verify the structural perfection of CNTs. Figure 12 shows the Raman spectra of GNRs made by the methods described here (solid line). The IZD/IG and ID/IG values of GNRs made by the methods described here are 0.6 and 0.75, respectively; This shows the standard graphene signature and minimal defects resulting from the chemical solvation process. Example 5: Preparation of Solution Dispersions of Graphene Nanoribbons 1.0 g of GNR is added to a plastic or glass bottle, and then 99.0 g of solvent (e.g. water, N-methyl pyrrolidone, dimethyl formamide, dimethyl acetic acid, etc.) is added to obtain a liquid dispersion and added to the bottle. It is closed tightly. The bottle is shaken and placed in an ultrasonicator and sonicated for 30-60 minutes. The above process is repeated for a total sonication time of approximately 3 hours. After sonication was completed, a viscous paste was formed in the bottle. The contents of the vial should be shaken vigorously before mixing with any electrode material. Example 6: Comparison of SEM Images of CNTs Prepared in Fluidized Bed Reactors with the Methods and Devices Described in This Application Standard procedures for scanning electron microscopy ("SEM") were used to obtain the images shown in Figures 18, 19A, and 19B. The SEM image in Figure 18 shows the defects of CNTs prepared by a standard fluidized bed reactor procedure. The lack of linearity in CNTs shown in Figure 18 is indicative of defect sites with unarranged carbon atoms in the C6 ring structure. CNTs prepared by the methods and procedures described herein are shown in Figures 19A and 19B. In particular, Figures 19A and 19B show that CNTs prepared by the methods and procedures described herein are more linear structures with fewer defect sites. Accordingly, CNTs prepared by the methods and procedures described herein have superior electrical and thermal conductivity and mechanical strength than CNTs prepared by standard procedures. Example 7: Electrode Production Powders containing active electrode material (e.g. lithium, nickel, composites, etc.) are mixed with the GNR dispersions and binding materials prepared in Example 4 to form an electrode slurry. The slurry is spread on foil which is passed through a heat source maintained at temperatures up to 150°C to form a solid electrode coating. The roll is cut into smaller pieces which are then stamped by a die to provide individual battery electrode segments. Individual electrode segments are surrounded by insulating layers and assembled to form electrode stacks using conventional methods. The electrode stacks are then placed within a moisture-resistant barrier material obtained by conventional methods to form a pouch cell into which an electrolyte solution is injected. The electrolyte-saturated sac cell is then sealed by applying heat and vacuum. Example 8: Comparison of SEM Images of Si Particles Slurry (20%) with Gralite Anode with Nickel Manganese Cobalt Cathode Particles Slurry Containing 0.5% GNR and Nickel Manganese Cobalt Anode Particles Slurry Containing 1.5% GNR Active particle electrode slurries were prepared as described in Example 7 . Standard procedures for scanning electron microscopy ("SEM") were used to obtain the images shown in Figures 20, 22, and 19B. As can be seen in Figure 20, very little electrical coupling can be seen between the SEM and the Si particles (20%) in the slurry. In contrast, in Figures 21 and 22, extensive coupling mediated by GNRs (20 μM length and 99% purity) can be observed between the nickel manganese cobalt cathode particles in the slurry containing 10%. Therefore, GNR dopants can help create a uniform electrical network of active electrode particles that allows high electronic diffusion and increases the ability of these active particles to store ions at the cathode and anode. Example 9: Enhanced Electronic Conductivity of Active Particle Slurries in the Electrode Layer via GNR Additives Electrode slurries with active particles were prepared as described in Example 7. Standard procedures for scanning electron microscopy ("SEM") were used to obtain the images shown in Figure 24. As shown in Figure 24, extensive coupling mediated by GNRs (20 μM length and 99% purity) can be observed between the Si anode particles (20%) in the slurry containing 0.5% GNRs. The effect of this connection on the electrode conductivity was then examined by measuring the layer resistance using the 4-point probe method, in which sharp needles are used as probes on a thin electrode layer. A four-point probe consists of four electrical probes in a line with equal spacing between each probe and works by applying a current (I) across the outer two probes and measuring the resulting voltage drop between the inner two probes. A DC current is forced between the two outer probes and a voltmeter measures the voltage difference between the inner two probes. Resistivity is calculated from geometric factors, welding current and voltage measurement. The instrumentation used for this test includes a four-point collinear probe as well as a DC current source and a precision voltmeter. An integrated parameter analyzer with multiple source measurement units together with control software can be used for a wide range of material resistances, including very high resistivity semiconductor materials. Measurement of the sheet resistance of a silicon anode (20% Si) with different conductive additives was carried out as shown in Figure 23. The layer resistance of a silicon anode (20% Si) without additives or containing 5% carbon black is above approximately 0.10 ohm/sq in Figure 23. In contrast, the % sheet resistance is less than 0.05 ohm/sq or 0.04 ohm/sq respectively. The greater surface contact between GNRs and active electrode particles, shown in the SEM images in Figure 24, results in lower sheet resistance and thus increases the electrical conductivity of the electrode. Example 10: Pouch Cell Cycle with GNR Doped Cathodes The cycle life test was carried out as follows. The cathode sac cell prepared as described in Example 7 was fully charged (C/3) at 30°C for a period of three hours. The cell was then completely depleted at 30°C for a period of three hours. These steps were repeated for 100 cycles, recording each discharge capacity. The capacity retention rate was calculated by dividing the discharge capacity in each cycle by the capacity in step 2. Data for six cells with nickel manganese cobalt cathode and graphite anode containing 1.0% GNR (20 μM length and 99% purity) were compared with data for 5 cells with nickel manganese cobalt cathode particles and carbon black graphite anode and are shown in Table 1. Graphite anode containing nickel manganese cobalt cathode particles and nickel carbon black containing 10% GNR manganese cobalt cathode particles and graphite anode Capacity Capacity Capacity Improvement (%) 19.2% 10.9% 11.1% As shown above, nickel manganese cobalt cathode 1.0% GNR (20%) µM length and 99% purity) a significant improvement in capacity was observed. Example 11: Bladder Cell Cycle with GNR Doped Anodes The cycle life test was carried out as follows. The anode sac cell prepared as described in Example 7 was fully charged (C/3) at 30°C for a period of three hours. The cell was then completely depleted at 30°C for a period of three hours. These steps were repeated for 100 cycles, recording each discharge capacity. The capacity retention rate was calculated by dividing the discharge capacity in each cycle by the capacity in step 2. Data for six cells with graphite anode containing nickel manganese cobalt cathode particles and It was compared with the data of 5 cells and shown in Table 3. Nickel manganese cobalt cathode Nickel manganese cobalt Cathode particles containing nickel manganese cobalt particles and carbon black and a graphite containing 0.5% cathode particles and 1.0% graphite anode GNR Capacity Capacity As shown above, graphite anode 0.5% (20 uM length and 99% purity) or 1.0% GNR (20 μM length and 99% purity), a significant improvement in capacity was observed. Example 12 Optimization of GNR Doped Supercapacitors Supercapacitors are made by traditional methods. Figure 25 shows the capacitance results when one of the carbon black electrodes of the supercapacitor contains 1.0% GNR (20 µM length and 99% purity). The area where the curve lies (i.e., capacitance) increases as the electrode layer thickness increases when 10% GNRs are included, as shown in Figure 26. In contrast, when GNRs are not included in the electrode, the area within the curve (i.e., capacitance) plateaus at approximately 200 μm, as shown in Figure 26. The relationship between capacitance, electrode layer thickness, and the presence or absence of GNRs in the electrode is summarized in Figure 27. The above results show that adding 1% GNR to the carbon black electrode in a supercapacitor leads to a threefold increase in capacitance per cm2. These results can enable higher energy density with fewer metal layers per capacitor and thicker electrode layers with higher capacitance per layer.TR