日本東北大學(xué)的研究團隊借助3D打印制造出質(zhì)子交換膜

來源：賢集網(wǎng)

據(jù)了解，日本東北大學(xué)的研究團隊借助3D打印制造出質(zhì)子交換膜，這是電池、電化學(xué)電容器和燃料電池的關(guān)鍵組件。研究人員稱，這項成就還使定制固態(tài)能源設(shè)備的可能性更加接近現(xiàn)實。目前，該研究成果已經(jīng)發(fā)表在ACS Applied Energy Materials（美國化學(xué)學(xué)會的期刊）上。

Itaru Honma教授的論文作者兼助理教授巖瀨和幸說，“可定制形狀的儲能設(shè)備為智能可穿戴設(shè)備、電子醫(yī)療設(shè)備以及諸如無人機之類的電子設(shè)備相關(guān)的應(yīng)用提供了全新的可能性�！碑�(dāng)前的3D打印制造的零件是為了輔助最終產(chǎn)品功能，而不是使零件本身具有自己的功能。

巖瀨說，“但是，儲能設(shè)備的3D打印需要專用的功能性墨水。我們開發(fā)了一種制造工藝并合成了功能化的納米墨水，該墨水能夠?qū)崿F(xiàn)基于3D打印的準(zhǔn)固態(tài)儲能設(shè)備�！�

該團隊將無機二氧化硅納米粒子與光固化樹脂和能夠傳導(dǎo)質(zhì)子的液體混合在一起，并高度關(guān)注最終油墨的粘度。通過混合各種成分的比例，研究人員開發(fā)了可在點膠3D打印機中使用的油墨，即使在紫外線照射下固化后仍能保持其性能。為了測試其性能，研究人員在兩個碳電子電極之間組裝了一個打印膜，以制造可操作的準(zhǔn)固態(tài)電化學(xué)電容器，這是促進電子設(shè)備中能量存儲和放電的關(guān)鍵組件。

巖瀨說，由于我們可以自由選擇用于固化的無機材料或樹脂，因此該技術(shù)可以應(yīng)用于各種類型的準(zhǔn)固態(tài)能量轉(zhuǎn)換裝置。

“與傳統(tǒng)的制造技術(shù)相比，對此類設(shè)備進行3D打印的能力為質(zhì)子傳導(dǎo)設(shè)備開辟了新的可能性，例如可以調(diào)整形狀以適合其供電的設(shè)備或可以適應(yīng)患者的個人需求的形狀戴著智能醫(yī)療設(shè)備�！睅r瀨補充說。

該團隊計劃改進油墨配方，以實現(xiàn)具有更復(fù)雜形狀的全3D打印能量存儲設(shè)備，并尋找可能對應(yīng)用此技術(shù)感興趣或?qū)⑵渖虡I(yè)化的其他工業(yè)合作伙伴。