p O advento e o aumento da disponibilidade da impressão 3D estão levando a peças mais personalizáveis ​​a custos mais baixos em um espectro de aplicações, de dispositivos inteligentes vestíveis a veículos autônomos. Agora, uma equipe de pesquisa baseada na Tohoku University imprimiu em 3D a primeira membrana de troca de prótons, um componente crítico das baterias, capacitores eletroquímicos e células de combustível. A conquista também traz a possibilidade de dispositivos personalizados de energia de estado sólido mais próximos da realidade, de acordo com os pesquisadores. p Os resultados foram publicados em Materiais de energia aplicada ACS , um jornal da American Chemical Society.

p "Dispositivos de armazenamento de energia cujas formas podem ser personalizadas permitem possibilidades inteiramente novas para aplicações relacionadas, por exemplo, para um wearable inteligente, dispositivos médicos eletrônicos, e aparelhos eletrônicos, como drones, "disse Kazuyuki Iwase, autor do artigo e professor assistente do grupo do professor Itaru Honma no Instituto de Pesquisa Multidisciplinar para Materiais Avançados da Universidade de Tohoku. "A impressão 3D é uma tecnologia que permite a realização de tais estruturas sob demanda."

p A fabricação de impressão 3D atual se concentra em peças estruturais que contribuem para a função de um produto final, em vez de imbuir as partes com sua própria função.

p "Contudo, A impressão 3D de dispositivos de armazenamento de energia requer especialidades, tintas funcionais, "Iwase disse." Nós desenvolvemos um processo de fabricação e tintas nano funcionalizadas sintetizadas que permitem a realização de dispositivos de armazenamento de energia de estado quase sólido baseados em impressão 3D. "

p A equipe misturou nanopartículas de sílica inorgânica com resinas fotocuráveis ​​e líquidos capazes de conduzir prótons, com atenção extasiada à viscosidade da tinta resultante. Estudos anteriores, os pesquisadores disseram, resultou em tintas que não puderam ser impressas em 3D. Ao misturar as proporções dos ingredientes, os pesquisadores desenvolveram tintas que poderiam ser empregadas em uma impressora 3D distribuidora e ainda reter suas propriedades mesmo depois de curadas com irradiação ultravioleta. Para testar as propriedades, os pesquisadores montaram uma membrana impressa entre dois eletrodos de elétrons de carbono para fazer um capacitor eletroquímico de estado quase sólido operacional - um componente-chave necessário para facilitar o armazenamento e a descarga de energia em dispositivos eletrônicos.

p "Como podemos escolher livremente os materiais inorgânicos ou resinas para cura, hipotetizamos que esta técnica pode ser aplicada a vários tipos de dispositivos de conversão de energia quase-sólido, "Iwase disse.

p "Comparado com as técnicas de fabricação convencionais, a capacidade de imprimir em 3D tais dispositivos abre novas possibilidades para dispositivos condutores de prótons, tais como formas que podem ser ajustadas para caber nos dispositivos que alimentam ou que podem ser adaptadas às necessidades pessoais de um paciente que usa um dispositivo médico inteligente, "Iwase disse.

p A equipe planeja aprimorar as fórmulas das tintas com o objetivo de imprimir totalmente em 3D dispositivos de armazenamento de energia com formas mais complexas e buscar parceiros industriais que possam ter interesse em aplicar esta técnica ou outras possibilidades para comercializá-la.