新しい3Dプリント技術によりガラス製マイクロスーパーキャパシタが作られ、マイクロエネルギー貯蔵性能が向上

新しい3Dプリント技術によりガラス製マイクロスーパーキャパシタが作られ、マイクロエネルギー貯蔵性能が向上
この投稿は Bingdunxiong によって 2024-10-16 11:22 に最後に編集されました

2024年10月16日、アンタークティックベアは、スウェーデン王立工科大学の研究チームがACS Nano誌に画期的な研究を発表し、独自の3Dプリント法を使用してマイクロスーパーキャパシタ(MSC)を製造した結果を実証したことを知りました。この方法により、複雑なナノスケール機能の製造に必要な時間と複雑さが大幅に削減され、ポータブルデバイス向けのよりコンパクトでエネルギー効率の高いエネルギー貯蔵ソリューションが実現する可能性があります。

△ シリコン基板上に 3D プリントされたシリコンリッチガラスマイクロスーパーキャパシタ (MSC) のクローズアップ (拡大 4720 倍)
「この進歩は、自己完結型センサー、ウェアラブル、その他のIoTアプリケーションを含む、よりコンパクトでエネルギー効率の高いポータブルデバイスの開発につながる可能性があります」とKTHのマイクロナノシステム教授、フランク・ニクラウス氏は述べています。

△研究タイトルは「無機シリコンリッチガラスを用いた自己形成ナノ粒子による層状構造の3Dプリント」(ポータル)
技術研究開発の背景

マイクロスーパーキャパシタは重要なエネルギー貯蔵装置であり、その性能は電極の設計に大きく依存します。電極のエネルギー貯蔵と導電性を向上させるには、電極の表面積を増やし、イオンの高速輸送を促進する必要があります。しかし、既存の製造技術では、これら 2 つの要件を同時に満たすことはできません。

この新しい方法は、このようなデバイスを製造する際の 2 つの主要な課題に対処します。マイクロスーパーキャパシタの性能は、電気エネルギーを蓄積および伝導するために使用される電極に大きく依存します。したがって、高速イオン輸送を促進するには、より大きな電極表面積とナノスケールのチャネルが必要になります。 KTHの研究論文の筆頭著者であるPo-Han Huang氏は、この新しい研究では超短レーザーパルス3D印刷技術を使用して両方の課題に取り組んでいると述べた。

△シリコン基板上に3Dプリントされたシリコンリッチガラスマイクロスーパーキャパシタ(MSC)
マイクロスーパーキャパシタの製造に新たなアイデアを提供

研究者たちは、超短レーザーパルスを使用することで、水素シルセスキオキサン (HSQ) と呼ばれるガラス状の前駆物質に 2 つの重要な反応を同時に誘発できることを発見しました。

●最初の反応は自己組織化ナノプレートの形成を促進し、電極の表面積を大幅に増加させます。●2番目の反応は前駆体をシリコンを多く含むガラスに変換し、3D印刷プロセスの基礎を築きます。

この革新的なアプローチにより、多数のオープンチャネルを備えた電極を迅速かつ正確に製造できるようになり、表面積が最大化され、イオン輸送が加速されます。

△研究者らは、超短レーザーパルスがガラス状前駆体材料である水素シルセスキオキサン(HSQ)で2つの反応を同時に引き起こせることを発見した。研究者らは3Dプリント技術でマイクロスーパーキャパシタの製造に成功し、急速充放電条件下での優れた性能を実証した。研究結果によると、この方法はコンデンサの性能を大幅に向上させるだけでなく、幅広い応用の見通しも持っていることが示されています。

「私たちの研究結果は微細加工技術の大きな進歩であり、高性能エネルギー貯蔵装置の開発に幅広い影響を与える」と黄氏は指摘する。「マイクロスーパーキャパシタに加えて、私たちのアプローチは光通信、ナノ電気機械センサー、5D光データストレージなどの分野でも刺激的な可能性を示している。」

ニクラウス教授は次のように付け加えた。「この技術は既存の技術にとって重要な意味を持っています。現在、非マイクロ スーパーキャパシタはすでにブレーキ エネルギーを収集し、家電製品の電源を安定化し、再生可能エネルギーからのエネルギー収集を最適化できます。マイクロ スーパーキャパシタは、これらのアプリケーションのコンパクトさと効率をさらに向上させる可能性を秘めています。」



コンデンサ、マイクロ、ガラス、エネルギー貯蔵

<<:  高精度3Dスキャン技術により、自動車改造設計を効率的かつ着実に実現します。

>>:  熱処理なしで高性能Al-6Mg-0.3Sc合金をアーク積層造形する

推薦する

非常にリアルです!教育現場の最前線に立つ教師たちの3Dプリント授業に対する思い

昨年、山東省淄博市張店区のOCT小学校で共有イベントが開催されました。共有活動中、私は意識的にいくつ...

第3回SAMA国際フォーラムと2018年世界3Dプリンティング年次会議が上海で盛大に開幕

2018年10月26日、上海市人民政府の指導、上海市経済情報化委員会、上海臨港地区開発建設管理委員...

3D の Bear's Eyes: 製造業が大きなスイカだとしたら、3D プリントはゴマ粒に過ぎない

最近、熊二は3Dプリント業界が新たな転換期を迎えていると漠然と感じています。理由は聞かないでください...

バレナ、3Dプリントされた完全生分解性サンダルを発売

はじめに:SmarTech Analysisは、「 3Dプリントフットウェア2020-2030、フッ...

直感的な設計プラットフォームが3Dプリントプロセスを加速

情報ネットワークやインテリジェント製造に代表される新たな技術革新の波が世界中で生まれています。この波...

スキャンテックは、オールラウンドな自動3D測定プラットフォームAM-DESKを発売し、オンラインの複数の展示会にさまざまな製品を持ち込みました。

出典: スキャンテック最近、各地の感染状況の抑制と改善に伴い、さまざまなオフライン活動が活発化してお...

軍事情報が3Dプリンティングを支援、オーストラリアの革新的企業ティトミックが世界の防衛市場に参入

この投稿は Coco Bear によって 2025-1-18 15:16 に最後に編集されました。米...

中国3Dプリント文化博物館訪問予約

この投稿は Little Raccoon によって 2017-8-4 13:56 に最後に編集されま...

実践知識 - 3DプリントSLS技術の詳しい説明

3D 印刷技術 (ラピッド プロトタイピング技術、PRM とも呼ばれる) は、コンピューター制御で...

3D Systems、DMP Factory 500 ソリューションを発表

Antarctic Bearによると、2018年9月10日、3D SystemsとGF Georg...

ヘレウス、ドイツ、高品質金属3Dプリント

TCT展示会で、Antarctic Bearはドイツの会社Heraeusを訪問しました。 Hera...

ビジュアルフィードバック制御エポキシジェッティング(VCJ)3Dプリンター!インクビットの新技術

はじめに:2019年のコロナウイルスのパンデミックは、製造業における3Dプリントの需要の急増を完全に...

Natrx と Danos が沿岸の生態環境を保護するためにサンゴ礁 3D プリント生産センターを設立

この投稿は warrior bear によって 2024-1-7 20:27 に最後に編集されました...