V poslednej dobe čítame stále viac o tom, ako je možné využiť 3D tlač na výrobu rôznych produktov. Tým najnovším produktom by mohli byť batérie.
Harvardská vedkyňa Jennifer Lewis použila nové nástroje a atramenty aby vytvorila 3D tlačené batérie. Navyše, táto technika výroby by sa mohla stať bežne používanou záležitosťou už čoskoro.
Jennifer Lewis
Technika Lewisovej používa funkčné atramenty, ktoré môžu tuhnúť vo vnútri batérií a v iných jednoduchých komponentoch akými sú elektródy, drôty či antény. Atramenty, ktoré použila Lewis pozostávajú z nanočastíc z materiálov, akými sú zlúčeniny lítia pre batérie a striebro pre drôty. Následne sú vytlačené s použitím veľmi presného a vysokotlakového extrudéra (špeciálna vytlačovacia trubička s piestom).
Atrament je tlačený pri izbovej teplote a schne extrémne rýchlo. Je tak možné ľahko si vytlačiť základnú batériu v priebehu pár minút. Lítiovo-iónové batérie, ktoré vyrobila Lewis, sú veľké 1 milimeter štvorcový, ale poskytujú výkon ako bežné batérie. Je to preto, že sa podarilo navrhnúť architektúru mikročastíc a polohovanie štruktúr so 100-nanometrovou presnosťou tak, aby napodobňovali štruktúry väčších batérií. Samotné materiály podľa Jennifer nie sú revolučné. „Ide viac o revolúciu v spôsobe, akým sú veci vyrábané“, povedala.
Ľavý obrázok: na to, aby sa podarilo vytvoriť atrament na tlačenie anódy pre Li-ion batériu bolo treba nanočastice lítneho oxidu titaničitého pridať do nádobky s deionizovanou vodou a etylénglykolom
Pravý obrázok: keramické guľôčky sú pridané do zmesi, kde budú pôsobiť ako drviče, ktoré rozdeľujú zhluknuté častice
Zmes sa krúti 24 hodín, po ktorých sú guľôčky a väčšie častice odstránené pomocou filtrov a centrifúgy
Trysky striekačiek špeciálne vyrobené pre tento projekt sú veľké iba 1 mikrometer a umožnia presné nanášanie
Ľavý obrázok: výsledný atrament v striekačke je teraz pripravený na použitie v štandardnej 3D tlačiarni
Pravý obrázok: Injekčná striekačka sa vloží do modrého vysokotlakového dávkovača pridaného k bežnej 3D tlačiarni. Atrament je pevný, ale prúdi pod vysokým tlakom. Do pevného stavu sa dostane keď opustí striekačku
Biela anóda sa vytláča na sklený substrát.
Ľavý obrázok: fotografia urobená pomocou mikroskopu ukazuje vytlačenú batériu veľkú 1mm^2 s anódami a katódami
Pravý obrázok: Pole anód (každé je veľké asi 1mm^2) čaká na vytlačenie katód
Keby sa táto technológia dočkala masového nasadenia dôsledky by boli asi jasné. Mali by sme k dispozícii oveľa menšie batérie s rovnakou kapacitou ako majú tie tradičné, ktoré používame dnes. To by viedlo k tomu, že by prístroje s takýmito batériami, ako napríklad smartfóny a tablety, mohli byť menšie a tenšie.
S použitím viacerých trysiek na tlačenie súčasne, by sa výroba podstatne zrýchlila. Skupina ľudí, ktorá pracuje s Jennifer je držiteľom ôsmich patentov pre ich atramenty a pracuje na licencovaní a komercializácii technológie v priebehu pár rokov. Ostáva iba dúfať, že sa ľady pohnú a dočkáme sa batérií z 3D tlačiarní.
Zdroj: techspot, technologyreview
Pridať nový komentár