可能很多人沒(méi)有注意到，在人類科技突飛猛進(jìn)的今天，我們的電池技術(shù)卻沒(méi)有跟上來(lái)，阻礙了很多行業(yè)的發(fā)展，比如智能手機(jī)用戶抱怨最多的就是電池的使用壽命，因?yàn)殡姵乩m(xù)航能力差，我們不得不每隔一段時(shí)間就給手機(jī)充一次電，此外，由于缺乏可靠的電池，電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)在過(guò)去幾十年里幾乎沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的進(jìn)步。
不過(guò)高容量的電池也許很快就會(huì)消除這個(gè)痛點(diǎn)，來(lái)自英國(guó)曼徹斯特城市大學(xué)的電化學(xué)與納米技術(shù)教授Craig Banks尤為引人注目，因?yàn)樗谑褂玫牟牧鲜巧衿娴氖捎玫募夹g(shù)則是當(dāng)下最為火熱的3D打印。
Banks和他的團(tuán)隊(duì)?wèi){著這個(gè)項(xiàng)目從英國(guó)工程物理科學(xué)研究理事會(huì)那里獲得了50萬(wàn)英鎊的資助。他們正在采取類似的方法使用石墨烯油墨打印復(fù)雜的3D結(jié)構(gòu)。如果成功，這將有望他們創(chuàng)造的電池和超級(jí)電容器的容量。
儲(chǔ)能系統(tǒng)（ESS）對(duì)于人類應(yīng)對(duì)氣候變化至關(guān)重要，而且由于人們已經(jīng)找到了各種方法產(chǎn)生清潔能源，而找到一種有效地方式將該清潔能源存儲(chǔ)起來(lái)就成了當(dāng)務(wù)之急。”Banks解釋說(shuō)，“鋰/鈉離子電池和超級(jí)電容器是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)有希望的方法。這個(gè)項(xiàng)目將充分利用石墨烯優(yōu)勢(shì)——它比金屬更導(dǎo)電——并將其應(yīng)用到ESS中。我們正在努力獲得一種導(dǎo)電油墨，它既具有石墨烯的神奇特性，又能夠被3D打印。這樣我們就能夠很方便地操縱它形成各種結(jié)構(gòu)，開(kāi)發(fā)出符合我們要求的電池和超級(jí)電容器。”
盡管之前也有幾家公司和研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行過(guò)石墨烯的3D打印，不過(guò)他們依靠的只是石墨烯的混合物，或者說(shuō)是半石墨烯材料。這種石墨烯是石墨烯和碳黑或石墨的混合物，它們并不具有純石墨烯身上的所有屬性，說(shuō)得通俗一點(diǎn)也就是性能較差，跟純石墨烯根本不能比。另外，在將其用于3D打印時(shí)，時(shí)間問(wèn)題也是一大挑戰(zhàn)，因?yàn)樵诖蛴∠乱粚又埃弦粋€(gè)打印層需要被固化。考慮到通常一個(gè)3D打印對(duì)象會(huì)包括很多層，顯然這個(gè)過(guò)程相當(dāng)耗時(shí)。
“我們想出辦法讓其直接固化，使用紫外光照射也許可行，因?yàn)槲⒚准?jí)別以上的物體固化總是需要很長(zhǎng)的時(shí)間。”Banks補(bǔ)充說(shuō)。“最理想的情況應(yīng)該是，插上打印機(jī)電源，你就能夠在自己的書(shū)桌上使用石墨烯打印出任何形態(tài)的結(jié)構(gòu)。”
