IMEC研发新型3D纳米网材料,智能电池、电动车革命到来?

2019-3-15 14:51  |  作者:孟宪瑞   |  关键字:IMEC,电池,纳米网,燃料电池

IMEC比利时微电子中心的科研人员日前宣布研发出了新型3D纳米网材料,实现了前所未有的表面积比,一罐饮料大小的材料表面积就能有足球场那么大,这种材料用于锂电池可以实现更高的容量及充电速度,用于燃料电池也能同时充当集电器、催化剂,而且更薄,关键是制造起来更加容易。

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如果说当前的电子设备,特别是智能手机、笔记本等产品最让人不满意的地方,续航时间会是吐槽最多的地方之一,为了照顾续航手机的性能、散热设计都要折衷。续航不行的根源还是电池技术,锂电池发展这么多年了,能量密度、快充还是有瓶颈的,要想彻底解决就需要新型电池材料。IMEC比利时微电子中心的科研人员日前宣布研发出了新型3D纳米网材料,实现了前所未有的表面积比,一罐饮料大小的材料表面积就能有足球场那么大,这种材料用于锂电池可以实现更高的容量及充电速度,用于燃料电池也能同时充当集电器、催化剂,而且更薄,关键是制造起来更加容易。

3D纳米材料是近年来材料学研究的热门,因为这种材料的比表面积更大用途非常广泛。IMEC比利时微电子中心不仅是半导体工艺研究的重要基地,在材料学这方面也有深厚的学术基础,这次他们与鲁文大学KU Leuven、EnergyVille联合研发了这种新型纳米网材料,相当于一罐苏打水大小、而且75%还是空的物体中,摊开来的表面积相当于足球场那么大,而且内部、外部尺寸还可以随意调节,几乎可以满足于任何可能的应用领域。

由于很多工业应用都要依赖表面发生的化学反应,可用表面积越大,可同时发生的反应就越多,所以这种材料的用途广泛。IMEC指出,这种材料用于锂电池,可以实现更高的容量及及更快速的充电速度,而且它还有超大面积及孔隙率,也非常适合做储能材料,在燃料电池中可以充当集电器、催化剂。举例来说,在电解水制造氢的时候,这种材料只需要1mm厚度就能表现得比它厚300倍的泡沫涅材料更好。

更重要的是,IMEC联合研发的这种新型纳米网材料制备起来更容易,这个问题是几乎所有纳米网材料都面临的关键,因为实验研发的材料性能很好,一旦没有工业生产的可能,往往就是纯学术性的了。根据IMEC的资料,他们的纳米网材料可以通过廉价的阳极氧化、电镀工艺制造,而且与最接近它的竞争对手(金属泡沫、气凝胶)相比,这种材料还具有一定的柔韧性,而其他两种材料要么太硬要么易碎。

 



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