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Dec 21, 2023

University of Oldenburg는 적층 제조를 사용하여 배터리 부품을 만듭니다.

2023년 5월 25일 네트워크에 공유: 독일 올덴부르크 대학교(University of Oldenburg)는

2023년 5월 25일

네트워크에 공유:

독일 올덴부르크 대학(University of Oldenburg)은 Dmitry Momotenko가 이끄는 연구원들이 충전 시간을 줄이기 위해 배터리 전극의 표면적을 늘리는 것을 목표로 초소형 금속 물체를 적층 가공하는 새로운 기술을 개발한 방법을 출판물 Einblicke에서 공유했습니다.

팀은 이 소규모 규모에서 작동하도록 실험실의 적층 제조 기계 3대를 직접 제작하고 프로그래밍했습니다. Oldenburg는 팀이 구리, 은, 니켈, 니켈-망간 및 니켈-코발트로 다양한 형태와 구조를 적층 제조할 수 있다고 설명했습니다.

Momotenko는 "유색 식염수 용액이 섬세한 튜브를 통해 얇은 모세관으로 흐르고, 여기에는 머리카락처럼 얇은 와이어 조각, 즉 양극이 포함되어 있습니다"라고 말했습니다. "인쇄가 이루어지는 표면이기도 한 손톱보다 작은 금도금 실리콘 플레이크인 음극 극성 음극으로 회로를 닫습니다. 전압이 가해지면 순간적으로 변형되는 마이크로모터와 특수 크리스탈이 세 공간 방향 모두에서 1밀리미터 단위로 노즐을 분사합니다."

연구팀은 양극과 음극을 나노 크기로 연동해 이온이 양극과 음극 사이를 빠르게 이동할 수 있도록 함으로써 충전 시간을 줄이는 것을 목표로 하고 있다.

모모텐코는 "현재 배터리 설계로는 전극이 상대적으로 두껍고 멀리 떨어져 있기 때문에 충전 시간이 너무 오래 걸린다"고 설명했다.

그러나 나노 규모의 플라스틱 적층 제조가 이미 활용되고 있지만 이를 금속으로 옮기는 것은 어려운 것으로 입증되었으며 필요한 나노 규모의 배터리 구조를 생산하는 것은 아직 가능하지 않습니다. 이것이 Momotenko의 NANO-3D-LION 프로젝트의 초점입니다.

2021년 3월에 수여된 유럽 연구 위원회 그랜드(European Research Council Grand)의 자금 지원을 받은 이 연구 그룹은 현재 '초소형 구조적 특징을 가진 활성 배터리 재료'를 만드는 것을 목표로 나노 규모 적층 제조 기술을 개발하기 위해 노력하는 4명의 구성원을 보유하고 있습니다.

전기화학적 나노기술 그룹의 박사과정 학생인 Liasan Khasanova는 리튬 배터리에 사용되는 전극 재료를 적층 제조할 수 있는 방법을 발견하기 위해 리튬 화합물에 중점을 둘 예정입니다. 박사과정 학생인 Karuna Kanes는 빌드 노즐의 정밀도를 최적화하는 데 중점을 둡니다. 석사과정 학생인 Simon Sprengel도 팀에서 단 한 단계로 음극과 양극 재료를 동시에 생산할 수 있는 가능성을 조사하고 있습니다. 이를 달성하려면 서로 다른 두 금속을 결합하여 적층 제조해야 합니다.

팀은 이 과정에서 리튬의 반응성을 포함하여 다양한 장애물을 헤쳐나가야 합니다. 이 문제를 해결하기 위해 팀은 한쪽 면에 취급 장갑이 내장된 약 3m 길이의 실험실 글러브 박스를 구입했습니다.

“한편으로 우리는 나노 규모에서 활성 전극 물질을 생산하는 데 필요한 화학을 연구하고 있으며, 다른 한편으로는 이러한 물질에 인쇄 기술을 적용하려고 노력하고 있습니다.”라고 Momotenko는 말했습니다.

Momotenko는 현재 이 개발을 진행하고 있지만 그는 이 적층 제조 기술을 사용하여 "화학 반응을 보다 목표적으로 제어할 수 있는 금속 구조를 생산"하고 개인을 감지할 수 있는 센서를 제조하는 등의 다른 아이디어를 계속 계획하고 있습니다. 분자.

Momotenko는 "예를 들어 극히 낮은 농도에서 알츠하이머병에 대한 종양 표지나 바이오마커를 검출하는 등 의학 분야에서 도움이 될 것"이라고 말했습니다.

www.uol.de

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