Materialforschung und -entwicklung: Brunel University London fertigt Wearable-Ultrakondensator mit 3D-Druck

 10. November 2017  Andreas Krämer  

Forscher der Brunel University London haben 3D-Druck genutzt, um ein Wearable-Ultrakondensator herzustellen. Der flexible Superkondensator ähnelt optisch einem Festival-Armband und könnte in Form einer Handytasche zum Beispiel dazu genutzt werden, um in einem Notfall ein Smartphone ohne Stromanschluss aufzuladen.

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Die Materialforscher der Brunel University London haben mit einem 3D-Drucker einen biegsamen Wearable-Ultrakondensator entwickelt und jetzt der Öffentlichkeit vorgestellt. Der Ultrakondensator erinnert in seiner Form und bunten Farbe an ein Festival-Armband. In zahlreichen Ländern gelang es Forschern zwar, flexible Superkondensatoren herzustellen, doch im Vergleich dazu setzten die britischen Wissenschaftler auf das vergleichsweise kostengünstige SLS-3D-Druckverfahren.

Wie Milad Areir von der Cleaner Electronics Research Group an der Brunel University London erklärte, vereine die entwickelte Technik alles in einem Prozess auf nur einer Maschine. Auf jeden Fall würde dies Zeit und Kosten für teure Materialien sparen. Ihre Forschungsarbeit publizierten die Materialforscher in der Fachzeitschrift „Materials Science and Engineering“ mit dem Titel „3D printing of highly flexible supercapacitor designed for wearable energy storage„.

Laut dem Bericht kann das Power-Armband mit preiswerten Materialien aus einem Haushaltswarengeschäft fertigen, statt teure Metalle oder Halbleiter zu verwenden. Sie würden zudem Stresstests besser standhalten und dabei ihre Leistung beibehalten. Der Prozess sei der Studie zufolge einfach zu kopieren. Der 3D-Druck mit Pastenextrusion eignet sich dafür, komplexe elektronische Geräte mit verschiedenen Pastenmischungen zu entwickeln.

3D-Druck eines Wearable-Ultrakondensator
Schematische Darstellung von dem schichtweisen Aufbau des Armbands (Bild © MiladAreir, et. al auf sciencedirect.com).

Der 3D-Drucker baut dabei schichtweise eine Form auf, die aus Silikon-, Kleber- und gelartige Elektrolyt-Pasten besteht, um etwas vergleichbares wie einem Festival-Armband zu bekommen. Im Silikon-Armband ist der Superkondensator integriert, damit Energie gespeichert werden kann. Die Armbänder verfügen über eine Wabenstruktur, um den Materialverbrauch zu minimieren und die Fertigungszeit zu beschleunigen.

Designern eröffnet sich die Möglichkeit, mit verschiedenen aufwändigen Formen zu experimentieren. Laut Milad Areir, kann das Armband im Mobilfunk eingesetzt werden. Bei einem leeren Akku, könnte das Smartphone in das Ultrakondensator-Wearable gesteckt werden. Das Armband sei dabei quasi ein Booster-Pack, welches genug Energie liefert, bis der Nutzer beim nächsten Ladepunkt angekommen ist. Eine spannende Entwicklung der britischen Forscher. Mehr zum Thema auch in Zukunft im Newsletter von 3D-grenzenlos (kostenlos abonnieren).

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