новости бизнеса
компании и предприятия
нефтехимические компании
продукция / логистика
торговый центр
ChemIndex
новости науки
работа для химиков
химические выставки
лабораторное оборудование
химические реактивы
расширенный поиск
каталог ресурсов
электронный справочник
авторефераты
форум химиков
подписка / опросы
проекты / о нас


контакты
поиск
   

Новости химической науки > Трехмерный принтер печатает миниаккумулятор


27.6.2013
средняя оценка статьи - 5 (2 оценок) Подписаться на RSS

Исследователи из США впервые использовали технику трехмерной печати для создания литий-ионной батареи размером меньшим, чем песчинка.

Крошечный источники питания подобного рода могут использоваться для энергоснабжения гибких устройств, а исследователи надеются на то, что смогут скомбинировать такой источник питания с другими деталями на основе печатной электроники.

Изобретение миниатюрных сенсоров, микророботов и медицинских систем обуславливает необходимость создания миниатюрных источников питания для таких устройств. Существующие в настоящее время микроаккумуляторы содержат электроды, полученные на основе ультратонких электропроводных пленок, однако их размер ограничивает их выходную мощность и емкость. Дженнифер Льюис (Jennifer Lewis) из Гарварда попыталась решить эту проблему с помощью специально разработанного трехмерного принтера, который за счет послойного нанесения может напечатать плотно перекрывающиеся электроды в объеме, не превышающем кубический миллиметр.



Расстояние между перекрывающимися отпечатанными электродами, ширина которых составляет 60 мкм, составляет 50 мкм. (Рисунок из Adv. Mater., 2013, DOI: 10.1002/adma.201301036)

Как поясняет Льюис, энергетическая емкость источника питания зависит от того, какая часть его объема на самом деле заполнена активными электродами, поэтому слоистая переплетенная архитектура электродов и была выбрана для максимально эффективного заполнения пространства. Она отмечает, что, хотя существует возможность печати на больших площадях, печать объекта столь малого размера была тем самым вызовов, который подталкивает развитие технологии.

Создание электродов происходит за счет нанесения со сжатием слоев электропроводных чернил на перекрывающиеся зубья «гребенки» из золота. По словам Льюис, самой сложной задачей был подбор чернил правильного состава – они должны проявлять электропроводность и быть при этом достаточно вязкими для того, чтобы проходить через сопла головки лазерного принтера, диаметр которых составляет 30 мкм. Исследователям удалось решить эту задачу, использовав для построения анода наночастицы титаната лития, а для катода – наночастицы фосфата лития/железа, диспергированные в глицерине и стабилизированные произвордными целлюлозы.

После печати электродов и их просушки питательный элемент нагревают для того, чтобы чернила затвердели до запаковки устройства в пластиковую оболочку, заполненную электролитом. Полученный в результате всех операций источник питания отличается устойчивой работой, его срок службы, время зарядки и плотность энергии сравнимо с коммерчески доступными источниками питания, в то время как плотность энергии, равная 2.7 мВатт˙см–2, выше, чем у других микроаккумуляторов.

Саймон Лейг (Simon Leigh), специалист по химии материалов, работающий с трехмерными принтерами в Университете Уорвика (Великобритания), говорит, что техника трехмерной печати позволяет получать передовые материалы для получения новых устройств и продуктов, а новая работа является наглядной демонстрации возможностей этой техники.

Источник: Adv. Mater., 2013, DOI: 10.1002/adma.201301036

метки статьи: #нанотехнологии, #физическая химия, #химия полимеров, #электрохимия

оценить статью: 12345
Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru
Комментарии к статье:
Ваше имя
Ваш e-mail, чтобы следить за обсуждением
   
Комментарий

Символ пятого P-элемента в табл. Менделеева
(латиницей, одной заглавной буквой):
   
 


Вы читаете текст статьи "Трехмерный принтер печатает миниаккумулятор"
Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru

Все новости



Новости компаний

Все новости


© ChemPort.Ru, MMII-MMXIX
Контактная информация