一种可制造超级电容的MXene 油墨和3D打印技术

  • 时间:
  • 浏览:0

曼彻斯特大学国立石墨烯研究所和材料学院的研究团队在导电油墨与储能设备3D打印领域进行了研究,我门都通过3D打印技术和MXene 材料制造了叉指形电极,该电极可供超级电容器等储能设备使用。

曼彻斯特大学形象地将你这类应用称之为“实现2D材料的3D制造”。

sem3D打印MXene材料,来源:曼彻斯特大学

导电性更好体积更小

虽然将打印油墨称为2D材料,是肯能MXene是一种生活类石墨烯的二维层状材料,它是一种生活金属碳化物和金属氮化物材料,MXene材料在干燥时显示出高导电性与亲水性,后来易于分散在水性悬浮液和油墨中。

曼彻斯特大科学得石墨烯材料的诞生地,石墨烯(Graphene )是世界上第一种生活二维材料,它比铜更具导电性,比钢更强、柔韧后来更加透明,石墨烯材料的诞生为探索其他二维材料打开了大门。

累积二维材料都具有一系列不同的內部,制造方式和材料配方对于在具体应用中发挥出二维材料的內部尤为重要。研究团队表示,我门都证明了几瓶的MXene薄片都不还上能 覆盖好多个原子宽度,水被用于配制具有特定粘弹性行为的可印刷油墨,通过3D打印技术都不还上能 制造超过20层的独立內部。

研究团队发表于Advanced Materials 期刊中的论文中表明,MXene 3D打印油墨材料由原子级薄(1–3 nm)的二维金属碳化物(Ti3C2Tx )组成,横向尺寸约为8μm,并具有理想粘弹性。

该材料可通过基于材料挤出工艺的3D打印设备制造高比表层积的能量存储器,这类无集电器的超级电容器。相比传统电容器,超级电容不不还上能 在使用更少的能量下产生几瓶功率,具有优异的导电性,后来体积更小。

超级电容等能量存储设备性能的提升这么 依赖于创新材料和可扩展的制造方式,曼彻斯特大学的研究团队认为MXene油墨及其3D打印技术为能量存储设备的制造提供了更多肯能,制造有有哪些通常都不还上能 繁复的3D架构,但传统制造技术难以实现的设备。能量存储设备的潜在应用领域包括电动汽车、移动电话等电子设备。

正如曼彻斯特大学研究团队所述,MXene 材料在能量存储设备领域具有应用潜力。有有哪些应用都不还上能 实现产业化应用的关键在于,MXene 墨水材料的研制工作不不还上能 提供一种生活易于实现批量化生产的处理方案,在你这类方面,最早研发出MXene 材料的美国德雷克塞尔大学也开展了相关研究。

美国德雷克塞尔大学MXene 材料的伟大的伟大的发明人Yury Gogotsi教授等人与爱尔兰都柏林圣三一学院的研究团队企业战略合作报道了一种生活用于直写印刷技术的无加进剂MXene墨水。基于水溶剂和有机溶剂一种生活体系,研究人员尝试了挤出打印和喷墨打印一种生活打印方式,验证了其可行性。共同,通过打印得到的微型电容器(MSCs)表现出了高面积比容量和高体积比容量。该墨水具有广泛的普适性,可拓展至电阻器印刷制备等领域,显示了该MXene墨水的良好应用前景。