3DプリントされたMOF由来の階層的多孔質炭素フレームワーク：リチウム酸素電池のエネルギー密度を向上させる新しいアプローチ

著者: Zhiyang Lyu、* Gwendolyn JH Lim、Rui Guo、Zongkui Kou、Tingting Wang、Cao Guan、Jun Ding、* Wei Chen、* John Wang*

リチウム酸素電池は理論上のエネルギー密度が非常に高い（約 3500 Wh/kg）ため、電池業界の研究者から広く注目を集めています。しかし、実際のエネルギー密度には多くの要因が影響し、特に放電生成物である過酸化リチウム (Li2O2) の表面堆積モードと正極材料における多孔質導電性集電体の使用が影響します。この問題に対処するため、最近、シンガポール国立大学のジョン・ワン教授、ジュン・ディン教授、ウェイ・チェン教授（共同責任著者）は、押し出し3Dプリント技術を使用して、新しいタイプの金属有機構造体（MOF）由来の階層的多孔質自立型炭素電極を構築し、リチウム酸素電池の実際のエネルギー密度を向上させました。関連する研究結果は、Zhiyang Lu博士とGwendolyn JH Lim博士を筆頭著者としてAdvanced Functional Materialsに掲載されました。

図 1. 3D プリント電極の準備と適用の概略図。図1に示すように、3Dプリントされた自立型カーボン電極には集電装置が不要です。フレームワーク内のマクロ多孔構造により、細孔内でのLi2O2の堆積が促進され、表面不動態化が遅くなります。さらに、Co-MOF由来のナノコバルトベースの触媒は、Li2O2の生成と分解に有益であり、リチウム酸素電池の実際のエネルギー密度を大幅に向上させます。

図 2. 3D プリントされたカーボン電極の具体的な作製プロセスと特性。
図 2 は、3D プリント電極の簡単な製造プロセス、前駆体 Co-MOF スラリーのレオロジーパラメータ、および電極の形態と構造を詳細に示しています。炭素電極は、階層的多孔質構造、高比表面積、自立型フレームワーク、ナノ触媒などの構造上の利点を兼ね備えています。そのユニークで独創的な技術的ルートは、他のエネルギーデバイス用の電極の作成にも新しいアイデアをもたらします。

この論文の著者は、Zhiyang Lyu、* Gwendolyn JH Lim、Rui Guo、Zongkui Kou、Tingting Wang、Cao Guan、Jun Ding、* Wei Chen、* John Wang* です。

3DプリントされたMOF由来の階層的多孔質炭素フレームワーク：リチウム酸素電池のエネルギー密度を向上させる新しいアプローチ

3Dプリント技術は、我が国の鋳造産業の変革とアップグレードに役立つと期待されています。

中国医学科学院のチームは、耳、鼻、気管の軟骨を印刷できると期待される3Dプリント材料技術で画期的な進歩を遂げた。

コーラー、アメリカンスタンダード、グローエなどが3Dプリント市場で競争している一方、国内ブランドは様子見の姿勢を取っている。

Li Ning: 完全にカスタマイズされた 3D プリントのスポーツシューズ

ストラタシス、Rapid+TCTで新しい医療用3DプリンターとSAF PP素材を発表

神華石炭は3Dプリントを使用して石炭機械部品を修理し、530万元を節約しました

3DプリントのWindform複合可視セキュリティヘルメットが航空宇宙および防衛のイノベーションを加速

3Dプリント技術を使って車を改造し、クラシックカーを600馬力にアップグレード MEXORCIST

創傷治癒を改善する多層皮膚の3Dバイオプリント

ロシア初の3Dプリント小型衛星が正式に軌道に投入

推薦する

HolthinrichsとThe Horology Clubが協力して初のコンクリート3Dプリント時計を発売

CASIC 積層造形技術イノベーションセンターと CASIC クラウドネットワーク 3D プリンティングクラウドプラットフォームが戦略契約を締結

積層造形標準の国際的リーダーであるASTMは、積層造形の産業化を加速するために会員を拡大しました。

研究者らはレーザービーム粉末床融合3Dプリントにおける収縮多孔性に関する新たな説明を提案

3Dプリント部品には独自の利点があり、宇宙製造業の新たなトレンドをリードする可能性があります。

59,000！ハーバード大学の専門家が開発した電子3Dプリンター「Voxel8」の出荷を開始しました！

華中科技大学の張海欧教授は、3Dプリント鍛造品でジュネーブ国際発明展で特別賞と金賞を受賞した。

マルチスケールの動的細胞生命活動を研究するための2光子印刷3Dマイクログリッドネットワーク

創翔3Dは3Dプリントサービスセンターを正式に開設し、面積は15万平方メートル、デバイスは2,000台以上あります。

3Dプリンティングとインダストリー4.0テクノロジーが航空業界の革命を推進、JPB Systèmeは500万個の航空部品を生産

情熱を集めたeSUN 3Dプリント材料は、世界中のメーカーの夢の実現を支援します

中国の金属3Dプリント生産ラインが初めてドイツに輸出される

患者向けにカスタマイズされた足首関節を 3D プリントする

ウェールズ大学トリニティ・セント・デイビッド校（UWTSD）チームは、フォーミュラ3カーの全体的なパフォーマンスを向上させるためにArtec Leoを選択しました。

高度な3Dプリントクラウドモデルに基づく3Dプリントクラウドプラットフォーム