鉅大LARGE | 點擊量:567次 | 2019年03月16日
IMEC研發(fā)新型3D納米網(wǎng)材料,智能電池、電動車革命到來?
如果說當(dāng)前的電子設(shè)備,特別是智能手機、筆記本等產(chǎn)品最讓人不滿意的地方,續(xù)航時間會是吐槽最多的地方之一,為了照顧續(xù)航手機的性能、散熱設(shè)計都要折衷。續(xù)航不行的根源還是電池技術(shù),鋰電池發(fā)展這么多年了,能量密度、快充還是有瓶頸的,要想徹底解決就需要新型電池材料。IMEC比利時微電子中心的科研人員日前宣布研發(fā)出了新型3D納米網(wǎng)材料,實現(xiàn)了前所未有的表面積比,一罐飲料大小的材料表面積就能有足球場那么大,這種材料用于鋰電池可以實現(xiàn)更高的容量及充電速度,用于燃料電池也能同時充當(dāng)集電器、催化劑,而且更薄,關(guān)鍵是制造起來更加容易。
3D納米材料是近年來材料學(xué)研究的熱門,因為這種材料的比表面積更大用途非常廣泛。IMEC比利時微電子中心不僅是半導(dǎo)體工藝研究的重要基地,在材料學(xué)這方面也有深厚的學(xué)術(shù)基礎(chǔ),這次他們與魯文大學(xué)KULeuven、EnergyVille聯(lián)合研發(fā)了這種新型納米網(wǎng)材料,相當(dāng)于一罐蘇打水大小、而且75%還是空的物體中,攤開來的表面積相當(dāng)于足球場那么大,而且內(nèi)部、外部尺寸還可以隨意調(diào)節(jié),幾乎可以滿足于任何可能的應(yīng)用領(lǐng)域。
由于很多工業(yè)應(yīng)用都要依賴表面發(fā)生的化學(xué)反應(yīng),可用表面積越大,可同時發(fā)生的反應(yīng)就越多,所以這種材料的用途廣泛。IMEC指出,這種材料用于鋰電池,可以實現(xiàn)更高的容量及及更快速的充電速度,而且它還有超大面積及孔隙率,也非常適合做儲能材料,在燃料電池中可以充當(dāng)集電器、催化劑。舉例來說,在電解水制造氫的時候,這種材料只需要1mm厚度就能表現(xiàn)得比它厚300倍的泡沫涅材料更好。
更重要的是,IMEC聯(lián)合研發(fā)的這種新型納米網(wǎng)材料制備起來更容易,這個問題是幾乎所有納米網(wǎng)材料都面臨的關(guān)鍵,因為實驗研發(fā)的材料性能很好,一旦沒有工業(yè)生產(chǎn)的可能,往往就是純學(xué)術(shù)性的了。根據(jù)IMEC的資料,他們的納米網(wǎng)材料可以通過廉價的陽極氧化、電鍍工藝制造,而且與最接近它的競爭對手(金屬泡沫、氣凝膠)相比,這種材料還具有一定的柔韌性,而其他兩種材料要么太硬要么易碎。
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