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3D打印方法可以改善微型能源存储
发布时间:
2024-03-13
使便携设备更加紧凑和节能的一个关键在于精确的纳米级能量存储电容器的形式。
使便携设备更紧凑和节能的一个关键在于精确的纳米级储能电容器的形式。瑞典的研究人员报告称，他们通过一种独特的3D打印方法解决了这一挑战。
瑞典皇家理工学院的研究人员展示了一种用于制造玻璃微型超级电容器（MSC）的3D打印方法，该方法减少了形成MSC所需的复杂性和时间。
这一进展可能会导致更紧凑和节能的便携设备，包括自供电传感器、可穿戴设备和其他物联网应用，KTH微纳系统教授Frank Niklaus表示。他们的研究发表在《ACS Nano》上。
新方法解决了制造此类设备的两个关键挑战。微型超级电容器的性能在很大程度上取决于其电极，这些电极储存和传导电能。因此，它们需要更多的电极表面积，并且需要纳米级通道以促进快速离子传输。KTH的首席作者Po-Han Huang表示，新研究通过超短激光脉冲3D打印技术解决了这两个挑战。
研究人员发现，超短激光脉冲可以在氢硅酸盐（HSQ）这种类玻璃前驱体材料中诱导两种同时发生的反应。一种反应导致自组织纳米板的形成，而第二种反应将前驱体转化为富硅玻璃，这是3D打印过程的基础。这使得能够快速而精确地制造具有大量开放通道的电极，从而最大化表面积并加速离子传输。
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