英國科學家研發3D打印高效石墨烯電池
核心提示: 在人類科技(ji)突(tu)飛(fei)猛進的(de)今天,我(wo)們的(de)電池(chi)技(ji)術卻沒有跟上來(lai),阻礙了很多行業的(de)發(fa)展,比如(ru)智能(neng)手機用戶抱怨最多的(de)就是電池(chi)的(de)使用壽
在人類科技突飛猛進的今天,我們的電池技術卻沒有跟上來,阻礙了很多行業的發展,比如智能手機用戶抱怨最多的就是電池的使用壽命,因為電池續航能力(li)差,我們不得不每隔一(yi)段(duan)時間就給手(shou)機充一(yi)次電(dian),此外,由于(yu)缺(que)乏(fa)可靠的電(dian)池,電(dian)動汽(qi)車產業在過去幾十年里幾乎(hu)沒有實質性的進(jin)步(bu)。
智能手機用戶(hu)抱怨最多(duo)的(de)就是(shi)電池的(de)續航能力差(cha)
不過高容量(liang)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)池也(ye)許很快(kuai)就會消除這個痛點,來自(zi)英(ying)國曼徹斯特(te)城市大(da)學的(de)(de)(de)電(dian)(dian)化學與納(na)米(mi)技術教授Craig Banks尤為(wei)引人注目,因為(wei)他正在使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)材料是神奇的(de)(de)(de)石墨烯,而他采用(yong)的(de)(de)(de)技術則是當下最為(wei)火熱的(de)(de)(de)3D打印。
Banks和(he)他(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)團隊憑著這(zhe)個項目從英國工程物理(li)(li)科學研(yan)究(jiu)理(li)(li)事會那里獲(huo)得(de)了(le)50萬(wan)英鎊的(de)(de)(de)(de)(de)資助(zhu)。他(ta)們(men)正在(zai)采取類似的(de)(de)(de)(de)(de)方法使用石墨(mo)烯(xi)油墨(mo)打印(yin)復雜的(de)(de)(de)(de)(de)3D結構。如果成(cheng)功,這(zhe)將有望他(ta)們(men)創造的(de)(de)(de)(de)(de)電池和(he)超級電容器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)容量(liang)。
3D打印石(shi)墨(mo)烯油墨(mo)有望(wang)創造超(chao)級電池
儲(chu)能(neng)(neng)系統(ESS)對(dui)于人類應(ying)對(dui)氣候(hou)變化至關(guan)重要,而(er)且由于人們已經找到了(le)各種(zhong)(zhong)方(fang)法(fa)產生清潔能(neng)(neng)源(yuan),而(er)找到一(yi)種(zhong)(zhong)有效地方(fang)式將該清潔能(neng)(neng)源(yuan)存(cun)儲(chu)起來(lai)就成(cheng)了(le)當務之急。”Banks解(jie)釋說,“鋰(li)/鈉離子電(dian)池和超(chao)級電(dian)容(rong)器(qi)是實現這一(yi)目標有希望的(de)方(fang)法(fa)。這個項(xiang)目將充分利用石墨(mo)(mo)烯優勢(shi)——它(ta)比金屬更導電(dian)——并將其應(ying)用到ESS中。我們正(zheng)在努力獲得一(yi)種(zhong)(zhong)導電(dian)油墨(mo)(mo),它(ta)既具(ju)有石墨(mo)(mo)烯的(de)神奇(qi)特性,又能(neng)(neng)夠(gou)被3D打印。這樣我們就能(neng)(neng)夠(gou)很方(fang)便地操縱它(ta)形(xing)成(cheng)各種(zhong)(zhong)結構,開發(fa)出符合我們要求的(de)電(dian)池和超(chao)級電(dian)容(rong)器(qi)。”
(圖源:3ders.org)
盡管之前也有幾家公司和研究團隊進行過石墨烯的3D打印,不過他們依靠的只是石墨烯的(de)混合物(wu),或(huo)者(zhe)說(shuo)是半石(shi)墨(mo)烯(xi)(xi)材(cai)料(liao)。這種石(shi)墨(mo)烯(xi)(xi)是石(shi)墨(mo)烯(xi)(xi)和(he)碳黑(hei)或(huo)石(shi)墨(mo)的(de)混合物(wu),它們并不(bu)具有(you)純石(shi)墨(mo)烯(xi)(xi)身上的(de)所有(you)屬性,說(shuo)得通俗一(yi)點也(ye)就是性能(neng)(neng)較差,跟(gen)純石(shi)墨(mo)烯(xi)(xi)根本不(bu)能(neng)(neng)比。另外,在(zai)將其(qi)用于3D打(da)印時,時間問題也(ye)是一(yi)大挑(tiao)戰,因為在(zai)打(da)印下(xia)一(yi)層之前,上一(yi)個打(da)印層需要(yao)被固(gu)化(hua)。考慮(lv)到通常一(yi)個3D打(da)印對象會包括很多(duo)層,顯然這個過程相(xiang)當(dang)耗時。 (圖(tu)源:3ders.org)
“我們想出辦法讓其直接固化,使用紫外光照射也許可行,因為微米級別以上的物體固化總是需要很長的時間。”Banks補充說。“最理想的情況應該是,插上打印機電源,你就能夠在自(zi)己的書(shu)桌上使(shi)用石墨烯打印出任(ren)何形態的結構。”
