IMEC研發新型3D納米網材料,智能電池、電動車革命到來?

2019-03-19 09:09:00
Elisabeth
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摘要:如果說當前的電子設備,特別是智能手機、筆記本等產品最讓人不滿意的地方,續航時間會是吐槽最多的地方之一,為了照顧續航手機的性能、散熱設計都要折衷。續航不行的根源還是電池技術,鋰電池發展這么多年了,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。

如果說當前的電子設備,特別是智能手機、筆記本等產品最讓人不滿意的地方,續航時間會是吐槽最多的地方之一,為了照顧續航手機的性能、散熱設計都要折衷。續航不行的根源還是電池技術,鋰電池發展這么多年了,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出了新型3D納米網材料,實現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更高的容量及充電速度,用于燃料電池也能同時充當集電器、催化劑,而且更薄,關鍵是制造起來更加容易。

3D納米材料是近年來材料學研究的熱門,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體工藝研究的重要基地,在材料學這方面也有深厚的學術基礎,這次他們與魯文大學KU Leuven、EnergyVille聯合研發了這種新型納米網材料,相當于一罐蘇打水大小、而且75%還是空的物體中,攤開來的表面積相當于足球場那么大,而且內部、外部尺寸還可以隨意調節,幾乎可以滿足于任何可能的應用領域。

由于很多工業應用都要依賴表面發生的化學反應,可用表面積越大,可同時發生的反應就越多,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厚度就能表現得比它厚300倍的泡沫涅材料更好。

更重要的是,IMEC聯合研發的這種新型納米網材料制備起來更容易,這個問題是幾乎所有納米網材料都面臨的關鍵,因為實驗研發的材料性能很好,一旦沒有工業生產的可能,往往就是純學術性的了。根據IMEC的資料,他們的納米網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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