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3D打印石墨烯超级电容可实现电子产品定制

2016-06-22 13:30 [3D打印] 来源于:3D科学谷
导读:美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(LLNL)与加州大学圣克鲁兹分校的科学家们找到了一种可以将3D打印的石墨烯基超级电容的性能翻倍的方法。

  美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(LLNL)与加州大学圣克鲁兹分校的科学家们找到了一种可以将3D打印的石墨烯基超级电容的性能翻倍的方法。记者了解到,在2015年4月,LLNL就取得石墨烯材料应用的突破,实验室的科研人员以石墨烯气凝胶做为3D打印的材料,并按照设计好的架构进行3D打印。打印出的石墨稀微格具有优异的导电性和表面积,可以作为存储能量的新载体,并可用于传感器、纳米电子学、催化、分离等应用。

  3D打印石墨烯超级电容让定制化电子产品成为可能

  科学家们发现的这种将超级电容的性能翻倍方法,涉及到将气凝胶电极里的锂离子和高氯酸盐离子夹在石墨烯层之间,可以大大改善电极的能力。LLNL的研究人员使用一种直接墨水写入技术为UCSC的合作研究团体提供3D打印的石墨烯气凝胶电极。由于其超大的表面积和优良的导电性使得石墨烯基材料越来越多地被用在超级电容器中。这种方法涉及到两个离子插入步骤(锂离子插入和高氯酸盐离子插入),然后水解高氯酸盐离子插入化合物。这两步电化学过程增加了石墨烯基材料可供存储电荷的表面面积,以及赝电容点的数量,从而进一步增加了电荷存储容量。通过这种方法,可以大大提升当前的石墨烯气凝胶超级电容的性能。

  3D打印石墨烯超级电容让定制化电子产品成为可能

  据本论文的通讯作者表示,石墨烯气凝胶的电容主要受到其相对较小的离子可及表面面积的限制,这是由于石墨烯薄片堆叠和聚合造成的。这项研究提出了一种简易的方法,通过片状剥落堆积的石墨烯层并功能化它们的表面来提高3D打印石墨烯气凝胶的电容性能,而且不会损坏结构的完整性。

  这种超级电容未来将可以用来定制化的电子产品。每一款定制电子产品都需要具有独特结构或形状的超级电容,如果能将超级电容3D打印出来,就能够做出任何需要的形状。或许不久的将来,每个人都可以设计自己的iPhone。

(编辑:admin)

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