隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，從可穿戴智能設(shè)備到自動駕駛汽車，越來越多的定制部件以更低的成本出現(xiàn)在各種應(yīng)用中。據(jù)外媒報道，日本東北大學(xué)（Tohoku University）的研究團隊首次3D打印出質(zhì)子交換膜，這是電池、電化學(xué)電容器和燃料電池中的關(guān)鍵部件。研究人員表示，這項成果將有助于實現(xiàn)可定制化固態(tài)能源設(shè)備。
（圖片來源：TOHOKU）
可定制形狀儲能設(shè)備，為相關(guān)應(yīng)用提供了全新可能性，如無人機。該校研究人員Kazuyuki Iwase表示：“通過3D打印，可以根據(jù)需求構(gòu)建結(jié)構(gòu)。”
目前的3D打印制造，側(cè)重于對最終產(chǎn)品功能有益的結(jié)構(gòu)部件，而不是賦予部件本身以功能。
研究人員表示：“3D打印儲能設(shè)備需要有專門的功能性墨水。我們開發(fā)了一種制造工藝，并合成出功能化納米墨水，從而能夠3D打印準(zhǔn)固態(tài)儲能設(shè)備。”
研究小組將無機二氧化硅納米顆粒，與光固化樹脂和質(zhì)子傳導(dǎo)液體混合在一起，并密切關(guān)注所產(chǎn)生的墨水粘度。研究人員表示，之前研究出來的墨水無法進行3D打印。通過按一定比例混合這些成分，研究人員開發(fā)出了可用于點膠3D打印機的墨水，即使經(jīng)過紫外線照射固化，這些墨水仍能保持性能。為測試其性能，研究人員在兩個碳電子電極之間加入一層打印膜，以制造可以操作的準(zhǔn)固態(tài)電化學(xué)電容器。這是促使電子設(shè)備中發(fā)生能量儲存和放電過程的關(guān)鍵部件。
研究人員表示：“由于能夠自由選擇用于固化的無機材料或樹脂，因此我們推斷這項技術(shù)可應(yīng)用于各類準(zhǔn)固態(tài)能量轉(zhuǎn)換設(shè)備。與常規(guī)制造技術(shù)相比，對此類設(shè)備進行3D打印的能力，為質(zhì)子導(dǎo)電設(shè)備開辟了新的可能性，比如可以調(diào)整形狀以適應(yīng)其供電的設(shè)備。”
該團隊計劃改進墨水配方，以實現(xiàn)具有更復(fù)雜形狀的純3D打印儲能設(shè)備，并尋找合作伙伴將其投入商用。
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