Een baanbrekende single-step laserprinttechniek, ontwikkeld aan de Hong Kong University of Science and Technology (HKUST), staat op het punt de productie van lithium-zwavelbatterijen te transformeren.
De innovatie van het team, onder leiding van prof. Mitch Li Guijun, integreert actieve materiaalsynthese en kathodevoorbereiding in een snel, nanoseconde-schaal proces. Dit belooft de productie van printbare elektrochemische energieopslagapparaten aanzienlijk te versnellen.
Lithium-zwavelbatterijen hebben een enorm potentieel vanwege hun hoge theoretische energiedichtheid. De nieuwe laserprintmethode overwint de uitdagingen van traditionele meerstapsfabricageprocessen, die vaak tijdrovend en kostbaar zijn.
De techniek omvat een high-throughput laser-puls bestralingsproces dat een precursor donor activeert. Dit produceert jettingdeeltjes die in-situ gesynthetiseerde halloysiet-gebaseerde hybride nanobuisjes, zwavelsoorten en glucose-afgeleide poreuze koolstof bevatten.
Dit mengsel wordt vervolgens op een koolstofweefsel geprint, waardoor een geïntegreerde zwavelkathode wordt gevormd. Prof. Li merkt op dat traditionele methoden dagen kunnen duren, terwijl hun laser-geïnduceerde conversietechnologie hetzelfde in nanoseconden bereikt.
Een zwavelkathode van 75 x 45 mm kan in slechts 20 minuten worden geprint, waardoor een klein scherm urenlang van stroom kan worden voorzien. Dr. Yang Rongliang benadrukt de laser-geïnduceerde conversie als een ultra-geconcentreerd thermisch fenomeen, waardoor de vorming en combinatie van diverse materialen mogelijk wordt.