日本東北大學的研究團隊借助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、電化學電容器和燃料電池的關鍵組件。研究人員稱，這項成就還使定制固態(tài)能源設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（美國化學學會的期刊）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備為智能可穿戴設備、電子醫(yī)療設備以及諸如無人機之類的電子設備相關的應用提供了全新的可能性?！碑斍暗?D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，該墨水能夠實現(xiàn)基于3D打印的準固態(tài)儲能設備?！?br />
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質(zhì)子的液體混合在一起，并高度關注最終油墨的粘度。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，以制造可操作的準固態(tài)電化學電容器，這是促進電子設備中能量存儲和放電的關鍵組件。

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，因此該技術可以應用于各種類型的準固態(tài)能量轉換裝置。

“與傳統(tǒng)的制造技術相比，對此類設備進行3D打印的能力為質(zhì)子傳導設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備或可以適應患者的個人需求的形狀戴著智能醫(yī)療設備。”巖瀨補充說。

該團隊計劃改進油墨配方，以實現(xiàn)具有更復雜形狀的全3D打印能量存儲設備，并尋找可能對應用此技術感興趣或將其商業(yè)化的其他工業(yè)合作伙伴。