3D-Druck: Akkus aus dem 3D-Drucker
Per 3D-Druck lässt sich alles Mögliche herstellen – selbst das Schnitzel für das Mittagessen könnte künftig aus dem 3D-Drucker kommen . Warum nicht auch elektronische Bauteile, hat sich Jennifer Lewis(öffnet im neuen Fenster) gefragt.
Die Materialwissenschaftlerin von der Harvard-Universität habe Druckmaterialien entwickelt, mit denen sie die Akkus aufbaue, berichtet das US-Wissenschaftsmagazin Technology Review(öffnet im neuen Fenster) . Funktionale Tinten nennt Lewis sie. Darin sind Nanopartikel gelöst, aus denen Komponenten wie Anoden, Kathoden, Drähte oder Antennen aufgebaut werden.
Drucken mit Hochdruck
Um diese Tinte aufbringen zu können, bedarf es bestimmter Druckvorrichtungen, die Lewis gebaut hat: Die Tinte ist unter normalen Bedingungen relativ fest. Erst unter Druck wird sie flüssig. Die Forscherin hat deshalb einen Extruder gebaut, aus dem die Tinte mit hohem Druck gepresst wird. Wird der 3D-Drucker mit mehreren Druckdüsen ausgestattet, kann der Druckvorgang beschleunigt werden.
Für die Anode etwa werden Lithium-Titanoxid-Nanopartikel in Wasser und Ethylenglykol gelöst. Die Druckdüsen sind Spritzen, deren Nadeln einen Durchmesser von einem Mikrometer haben. Zum Drucken verwendet Lewis einen Industrie-3D-Drucker, an den sie den Hochdruckextruder montiert hat.
Revolutionäre Herstellung
Mit dieser Drucktechnik lassen sich Strukturen im Bereich von 100 Nanometern platzieren. Der gesamte Akku misst gerade mal einen Quadratmillimeter. Die Leistungsfähigkeit entspricht der von herkömmlich gefertigten Akkus. Die Akkus und die verwendeten Materialien selbst seien nichts Besonderes, sagte Lewis. Das Revolutionäre sei die Art und Weise, wie sie hergestellt würden.
Lewis und ihre Kollegen haben bereits acht Patente für ihre Spezialtinten erhalten. Diese soll in den kommenden Jahren kommerziell verfügbar sein – zunächst für Unternehmen. Es sei aber auch denkbar, zu einem späteren Zeitpunkt einen 3D-Drucker mit dieser Technik für Privatkunden auf den Markt zu bringen.