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。
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
