Mit neuen Tinten und Werkzeugen wollen Wissenschaftler der Harvard-Universität schon bald Lithium-Ionen-Akkus auf herkömmlichen 3D-Druckern herstellen.
Weiße Anodentinte wird auf einem Glassubstrat aufgebracht.
(Bild: MIT Technology Review)
Die US-Werkstoffwissenschaftlerin Jennifer Lewis hat eine Technik vorgestellt, mit der sich Akkus und andere elektronische Bauteile auf einem herkömmlichen 3D-Drucker herstellen lassen. So ist es der Forscherin gelungen, an der Harvard-Universität die Bestandteile eines Lithium-Ionen-Akkus und andere Elektronikteile mit einem 3D-Drucker auszudrucken.
Die Technik befindet sich derzeit zwar noch im Entwicklungsstadium, jedoch könnten sie Herstellern völlig neue Möglichkeiten eröffnen, etwa die Realisierung biometrischer Sensoren mit integriertem Akku, die auf der Haut des Patienten befestigt werden und die Messdaten über Funk an ein Smartphone übertragen. Individuell herstellbare Akkus und andere elektronische Komponenten würden es auch ermöglichen, bestehende Geräte einfacher und effizienter zu gestalten. Anbieter von Hörgeräten setzen zwar bereits heute beim Gehäuse auf Bauteile aus dem 3D-Drucker, die Elektronik wird jedoch derzeit noch separat gefertigt. Könnte man Akku und Elektronik in einem Arbeitsschritt auf einem 3D-Drucker ausdrucken, würde dies die Leistungsfähigkeit der Geräte steigern und die Produktionskosten senken.
Spezialwerkstoffe auf Basis von Nanopartikeln
Zur Herstellung der Spezialtinte setzen die Forscher spezielle Nanopartikel ein, etwa Lithium für die Akkus oder Silber für die Verdrahtung. Die Wissenschaftler sind nun auf der Suche nach Partnern aus der Wirtschaft, um die Technologie in den nächsten Jahren zur Marktreife zu bringen.
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Stand vom 15.04.2021
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:quality(80)/images.vogel.de/vogelonline/bdb/665400/665402/original.jpg "Zur Herstellung von Tinten, die sich zum Drucken von Anoden für Lithium-Ionen-Zellen eignen, werden Nanopartikel aus Lithium-Titan-Oxid mit deionisiertem Wasser und Äthylenglykol gemischt.")
:quality(80)/images.vogel.de/vogelonline/bdb/665400/665403/original.jpg "Keramikkugeln werden zu dieser Mixtur gegeben, um verklumpte Partikel zu trennen.")
:quality(80)/images.vogel.de/vogelonline/bdb/665400/665404/original.jpg "Die ganze Mischung wird 24 Stunden gedreht, dann können die Kugeln und größeren Partikel mithilfe einer Zentrifuge entfernt werden")
:quality(80)/images.vogel.de/vogelonline/bdb/665400/665405/original.jpg "Mikrometerkleine kundenspezifische Injektionsnadeln erlauben ein präzises Ausbringen der Tinte.")
:quality(80)/images.vogel.de/vogelonline/bdb/1864000/1864098/original.jpg "Das Tischmessgerät Loggitolab von Delphin Technology ist ein kompaktes Messdatenlabor für vielseitige Anwendungen.")
:quality(80)/images.vogel.de/vogelonline/bdb/1928200/1928289/original.jpg "Mit Füßen nach dem Vorbild von Insekten könnten Roboter auch über unwegsame Untergründe wie Rohre oder Felsen laufen.")