瑞典皇家理工学院研究人员使用新型3D打印技术增强微型储能解决方案

行业资讯2个月前更新 深山闲士
542 0

瑞典皇家理工学院的研究人员开发了一种可以改变微型储能的新型3D打印技术。他们的创新方法简化了玻璃微型超级电容器 (MSC) 的制造,减少了制造这些设备所需的纳米级特征所需的复杂性和时间。这一进步有望为一系列便携式设备提供更紧凑、更节能的解决方案,包括自持传感器、可穿戴设备和其他物联网 (IoT) 应用。

瑞典皇家理工学院研究人员使用新型3D打印技术增强微型储能解决方案

硅基板上 3D 打印富硅玻璃微型超级电容器 (MSC) 的高度放大视图 (4720 倍)。 (图片来源:KTH 皇家理工学院)

克服微型超级电容器制造中的挑战
MSC 性能的关键在于其电极,电极负责储存和传导能量。为了最大限度地提高效率,这些电极需要更大的表面积和纳米级通道,以实现快速离子传输。由 Po-Han Huang 领导的团队使用超短激光脉冲 3D 打印技术解决了这些挑战。这种方法不仅改进了电极设计,还提高了生产速度和精度。

研究人员发现,超短激光脉冲会在前体材料氢倍半硅氧烷 (HSQ) 中同时引发两种反应。这些反应导致自组织纳米板的形成,并将 HSQ 转化为富硅玻璃。这种组合允许创建具有开放通道的电极,从而增强离子流动,提高整体性能。

广泛的应用和未来的影响
该团队的成功体现在 3D 打印 MSCs 上,这些 MSCs 在快速充电和放电循环下表现良好。黄教授表示,这种方法可能对 MSCs 以外的领域产生重大影响,包括光通信、纳米机电传感器和 5D 光学数据存储等领域的潜在应用。

KTH 微纳米系统教授 Frank Niklaus 强调,超级电容器已应用于消费电子产品和可再生能源等常见技术。他补充说,微型超级电容器可以使这些应用更加紧凑和高效,为能源存储解决方案提供光明的未来。

来源:eurasiareview.com

相关文章