日本东北大学的研究团队借助3D打印制造出质子交换膜

3D打印资讯
2021
04/22
09:43
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来源:贤集网

据了解,日本东北大学的研究团队借助3D打印制造出质子交换膜,这是电池、电化学电容器和燃料电池的关键组件。研究人员称,这项成就还使定制固态能源设备的可能性更加接近现实。目前,该研究成果已经发表在ACS Applied Energy Materials(美国化学学会的期刊)上。

Itaru Honma教授的论文作者兼助理教授岩濑和幸说,“可定制形状的储能设备为智能可穿戴设备、电子医疗设备以及诸如无人机之类的电子设备相关的应用提供了全新的可能性。”当前的3D打印制造的零件是为了辅助最终产品功能,而不是使零件本身具有自己的功能。

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岩濑说,“但是,储能设备的3D打印需要专用的功能性墨水。我们开发了一种制造工艺并合成了功能化的纳米墨水,该墨水能够实现基于3D打印的准固态储能设备。”

该团队将无机二氧化硅纳米粒子与光固化树脂和能够传导质子的液体混合在一起,并高度关注最终油墨的粘度。通过混合各种成分的比例,研究人员开发了可在点胶3D打印机中使用的油墨,即使在紫外线照射下固化后仍能保持其性能。为了测试其性能,研究人员在两个碳电子电极之间组装了一个打印膜,以制造可操作的准固态电化学电容器,这是促进电子设备中能量存储和放电的关键组件。
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岩濑说,由于我们可以自由选择用于固化的无机材料或树脂,因此该技术可以应用于各种类型的准固态能量转换装置。

“与传统的制造技术相比,对此类设备进行3D打印的能力为质子传导设备开辟了新的可能性,例如可以调整形状以适合其供电的设备或可以适应患者的个人需求的形状戴着智能医疗设备。”岩濑补充说。

该团队计划改进油墨配方,以实现具有更复杂形状的全3D打印能量存储设备,并寻找可能对应用此技术感兴趣或将其商业化的其他工业合作伙伴。



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