In de toekomst printen we zelf batterijen

Geef het een jaar of tien en je print elektronica gewoon thuis. Harvard heeft de basis voor het 3d printen van lithium-ion batterijen alvast ontwikkeld.

3d printen beperkt zich al lang niet meer tot het printen van plastic objecten. Naast kunststof, keramiek, metalen en glas is het inmiddels mogelijk om levend weefsel te printen. Zelfs de hobbyist kan binnenkort op een 3d-printer van zo'n 500 euro kleine metalen objecten printen. Professionele printers kunnen al veel meer. Het Noorse bedrijf ThinFilm heeft onlangs de eerste smart foodlabels geprint inclusief elektronica, een display, sensoren, ram-geheugen en een miniscule batterij.

Materiaalwetenschapper Jennifer Lewis aan de universiteit van Harvard ontwikkelt een technologie waarmee we binnenkort zelfs oplaadbare Lithium-ion batterijen kunnen printen. Ze bedacht een methode om nanodeeltjes lithium-titanium-oxide tot inkt te verwerken. Deze inkt wordt in een hogedruk injectiespuit geplaatst, die als een extruder-printkop werkt in een conventionele 3d-printer.

De injectienaald die de inkt moet printen is eveneens door Lewis ontwikkeld. De naald heeft een minuscule opening van 0,001 mm. De inkt is in rust een vaste stof, maar bij hogedruk verandert het in een vloeistof. Zodra de inkt op een ondergrond geprint is, verandert de inkt weer tot vaste stof. Het printen vindt plaats bij kamertemperatuur. Dat betekent dat ook op materialen als plastic geprint kan worden.

De materialen voor batterijen zijn volgens Lewis niet revolutionair. De vernieuwing zit volgens haar in de methode van fabriceren. Haar geprinte batterijen zijn zo klein als een vierkante millimeter maar werken volgens haar net zo goed als commerciële batterijen. Printen gaat nog vrij langzaam. In principe kunnen met de injectiespuit-printkoppen echter honderden batterijen tegelijkertijd geprint worden.