用于印刷微型超级电容器的石墨烯气溶胶凝胶油墨

　　制造用于柔性超级电容器增材制造的石墨烯基纳米墨水的潜在方法
　　用于印刷微型超级电容器的石墨烯气溶胶凝胶油墨
　　由堪萨斯州立大学工业和制造系统工程助理教授 Suprem Das 与大学杰出物理学教授 Christopher Sorensen 合作的研究展示了制造基于石墨烯的纳米墨水用于超级电容器增材制造的潜在方法以柔性和可印刷电子产品的形式（ACS Applied Energy Materials，＂用于印刷微型超级电容器的石墨烯气溶胶凝胶墨水＂）。
　　随着世界各地的研究人员研究超级电容器替代电池的可能性，超级电容器是一种可以在几十秒内快速充电和放电的能源设备，由 Das 领导的团队提出了另一种预测。该团队的工作可以适应将它们整合起来，以克服电池的缓慢充电过程。
　　此外，Das 一直在开发小型超级电容器（称为微型超级电容器）的增材制造，以便有一天它们可以用于硅加工中的晶圆级集成。
　　＂增材制造令人着迷，具有成本效益，并且具有多种设计考虑因素，＂达斯说。
　　该团队开发的超级电容器已经过 10,000 次充放电循环测试，这个数字有望评估这些设备的可靠性，Das 说，该团队还通过在机械柔性上打印来研究这些微型超级电容器的多功能性表面。为此，他们使用了 20 微米高的聚酰亚胺——塑料——具有高可靠性的基板。Das 对将新兴材料转化为设备非常感兴趣。
　　＂当你考虑最好的材料并希望制造最好的设备时，这并不简单和直接，＂达斯说。＂然后需要了解设备中涉及的基础物理和化学。＂
　　Das 发明的另一个优点是他通过与 Sorensen 的建设性讨论将研究的绿色方面可视化。当 Das 遇到 Sorensen 时，他意识到他可以利用他在增材制造方面的专业知识将这些材料转化为有用的东西；在这种情况下，制造微型储能设备。
　　几个月后，Das 在开发出一种纳米墨水技术后申请了美国专利，并用它来演示印刷微型超级电容器。
　　Das 对与 Sorensen 形成这种协同合作特别感兴趣，因为石墨烯生产过程和他自己团队的石墨烯墨水制造过程具有节能、高度可扩展和无化学物质的特性。Das 说，这两种工艺都是专利/正在申请专利的技术，并且具有工业相关性。
　　＂我们通过在多升室中引爆富含燃料的不饱和烃（如乙炔）与氧气的混合物来制造高质量的多层石墨烯，＂索伦森说。＂我们的专利方法很简单，只需要很少的能量，因此在生态上是无害的；不需要有毒化学物质；并且已经扩大规模以生产高质量、廉价的石墨烯。＂
　　石墨烯因其众多卓越的物理特性而被公认为具有巨大潜力的神奇材料全球已经开发出许多石墨烯制造方法，并且石墨烯的生产量已达到吨。然而，技术人员很清楚石墨烯还没有进入市场，因为这些方法都没有将经济、生态和产品质量正确结合，让石墨烯发挥其潜力。但根据 Sorensen 和 Das 的说法，堪萨斯州立大学采用的生产石墨烯和纳米墨水的方法都旨在满足所有这些要求。