可能很多人沒(méi)有注意到，在人類科技突飛猛進(jìn)的今天，我們的電池技術(shù)卻沒(méi)有跟上來(lái)，阻礙了很多行業(yè)的發(fā)展，比如智能手機(jī)用戶抱怨最多的就是電池的使用壽命，此外由于缺乏可靠的電池，電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)在過(guò)去十年里幾乎沒(méi)有實(shí)質(zhì)的進(jìn)步。
但是，英國(guó)曼徹斯特城市大學(xué)的電化學(xué)和納米技術(shù)教授Craig Banks正在嘗試改變這一現(xiàn)狀，他準(zhǔn)備使用的武器一個(gè)是被稱為石墨烯的神奇材料，另外一個(gè)則是名為3D打印的神奇技術(shù)。
有一些其它的機(jī)構(gòu)，尤其是石墨烯3D實(shí)驗(yàn)室（Graphene 3D Lab），也正在研究將石墨烯，通過(guò)一種可導(dǎo)電的復(fù)合線材與3D打印技術(shù)結(jié)合起來(lái)制造更加持久、穩(wěn)定和可靠的電池。
Banks和他的團(tuán)隊(duì)?wèi){著這個(gè)項(xiàng)目從英國(guó)工程物理科學(xué)研究理事會(huì)那里獲得了50萬(wàn)英鎊的資助。他們正在采取類似的方法使用石墨烯油墨打印復(fù)雜的3D結(jié)構(gòu)。希望這種結(jié)構(gòu)能夠增加他們制造的電池/超級(jí)電容器的電荷存儲(chǔ)。
“儲(chǔ)能系統(tǒng)（ESS）對(duì)于人類應(yīng)對(duì)氣候變化至關(guān)重要，而且由于人們已經(jīng)找到了各種方法產(chǎn)生清潔能源，而找到一種有效地方式將該清潔能源存儲(chǔ)起來(lái)就成了當(dāng)務(wù)之急。”Banks解釋說(shuō)，“鋰/鈉離子電池和超級(jí)電容器是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)有希望的方法。這個(gè)項(xiàng)目將充分利用石墨烯優(yōu)勢(shì)——它比金屬更導(dǎo)電——并將其應(yīng)用到ESS中。我們正在努力獲得一種導(dǎo)電油墨，它既具有石墨烯的神奇特性，又能夠被3D打印。這樣我們就能夠很方便地操縱它形成各種結(jié)構(gòu)，開(kāi)發(fā)出符合我們要求的電池和超級(jí)電容器。”
根據(jù)計(jì)劃，Banks的這個(gè)研究項(xiàng)目將持續(xù)三年半的時(shí)間，看樣子他們肯定有大把的工作內(nèi)容要完成。盡管之前也有一些公司或者研究團(tuán)隊(duì)聲稱已經(jīng)將石墨烯用于3D打印，但是實(shí)際上其中的大部分用于3D打印的都是石墨烯的復(fù)合材料，或者叫“半石墨烯”，Banks這么稱呼它。因?yàn)檫@些材料往往是石墨烯和碳黑或石墨的混合物，這意味著它們并不具有純石墨烯身上的所有屬性，說(shuō)得通俗一點(diǎn)也就是性能較差，跟純石墨烯根本不能比。
另外，在將其用于3D打印時(shí)，時(shí)間問(wèn)題也是一大挑戰(zhàn)，因?yàn)樵诖蛴∠乱粚又埃弦粋€(gè)打印層需要被固化。考慮到通常一個(gè)3D打印對(duì)象會(huì)包括很多層，顯然這個(gè)過(guò)程相當(dāng)耗時(shí)。
目前Banks的團(tuán)隊(duì)正在研究在擠出材料后將其直接固化的方法。“我們想使用一種UV光在它打印時(shí)對(duì)其進(jìn)行照射，使其當(dāng)場(chǎng)固化，并確保其結(jié)構(gòu)的完整性。”Banks補(bǔ)充說(shuō)。
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