KAIST i Harvard prezentują drukowane w 3D akumulatory w niemal dowolnych kształtach

KAIST i Harvard prezentują drukowane w 3D akumulatory w niemal dowolnych kształtach

Ciągle postępująca miniaturyzacja urządzeń elektronicznych sprawia, że zaczynają stanowić problem źródła zasilania owych urządzeń. W wielu przypadkach nawet zastosowany akumulator guzikowy jest największym elementem urządzenia, stanowiąc tym samym duże ograniczenie przy jego projektowaniu i znacznie wpływając na ostateczny rozmiar i kształt przedmiotu.

W październiku 2018 grupa naukowców pod przewodnictwem Christophera Reyesa i Benjamina Wiley’a opublikowała pracę dotyczącą druku 3D ogniw litowo-jonowych. Zastosowanie technologii przyrostowych miało w tym przypadku pozwolić na zmodyfikowanie kształtu ogniwa, co w przytoczonym przykładzie pozwalało na zintegrowanie ogniwa ze sztywną bransoletą. Uzyskane dzięki drukowi FFF ogniwa miały bardzo ograniczoną pojemność – według badaczy o dwa rzędy wielkości mniejszą, niż ogniwa dostępne komercyjnie.

Badacze z Department of Materials Science z KAIST (Korea Advanced Institute of Science and Technology) z profesorem Il-Doo Kimem na czele podjęła współpracę z grupą profesor Jennifer A. Lewis z School of Engineering and Applied Sciences na Uniwersytecie Harvarda, mając na celu opracowanie sposobu na produkcję akumulatorów o dowolnej formie. Sukcesem okazało się zaadaptowanie technologii przyrostowych do wytwarzania ogniw cynkowo-jonowych. Przy wykorzystaniu technologii SLA stworzono akumulatorki w kształcie pierścienia, litery U i litery H i zaprezentowano przykładowe urządzenie – czujnik światła pod postacią pierścionka.

Ogniwa cynkowo-jonowe, w przeciwieństwie do litowo-jonowych, są bardziej przyjazne dla środowiska oraz bezpieczniejsze w produkcji i użytkowaniu. Przede wszystkim są odporne na działanie wilgoci atmosferycznej i tlenu, nie wymagają więc specjalnych warunków produkcyjnych (co skutkuje niższymi kosztami produkcji) i osłon, możliwe jest więc zmieszczenie ich w dowolnie skonstruowanej, dopasowanej do potrzeb obudowie plastikowej. Ogniwa zbudowane są z katody z włókna węglowego pokrytego polianiliną, porowatego separatora i anody cynkowej. Taka konstrukcja zapewnia wysoką prędkość ładowania – naukowcy przytaczają tutaj 2 minuty potrzebne do naładowania akumulatorka w 50%.

Wśród zastosowań dla dowolnie ukształtowanych akumulatorów o niewielkich rozmiarach można wymienić mikroroboty, inteligentną odzież, czy wszczepialne urządzenia medyczne kontrolujące pracę serca lub uwalniające substancje lecznicze.

Źródło: www.kaist.ac.kr

Kim, Chanhoon, Bok Yeop Ahn, Teng-Sing Wei, Yejin Jo, Sunho Jeong, Youngmin Choi, Il-Doo Kim, and Jennifer A. Lewis. 2018. “High-Power Aqueous Zinc-Ion Batteries for Customized Electronic Devices.” ACS Nano.

KOMENTARZE

Przetwarzamy dane osobowe użytkowników witryny, zobacz szczegóły...

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close