也許你并熟悉PARC，但提到電腦鼠標(biāo)、圖標(biāo)、windows操作系統(tǒng)、以太網(wǎng)以及激光打印機(jī)，都是與現(xiàn)代生活息息相關(guān)的。這些跨時(shí)代的發(fā)明都誕生在同一個(gè)地方，那就是美國(guó)施樂公司的PARC。在20世紀(jì)70年代，這些發(fā)明一步步引發(fā)了全球的信息科技革命。
如今，PARC被分離出來作為一個(gè)附屬機(jī)構(gòu)，但是研究者們正在進(jìn)行著一項(xiàng)打印方面的實(shí)驗(yàn)。他們希望研發(fā)的科技能引發(fā)21世紀(jì)清潔能源領(lǐng)域的一場(chǎng)革命。
眾所周知，制造能儲(chǔ)存更多電量的電池要求更大的負(fù)極以包含更多的鋰離子。然而，負(fù)極部分越厚，離子移動(dòng)穿越的速度就越慢。這就降低了電池的能量，導(dǎo)致加速緩慢。
為了避免這種不利因素，PARC計(jì)劃使用兩種材料構(gòu)建負(fù)極：一種使用密集材料，以優(yōu)化存儲(chǔ)；另一種使用多孔材料，以加速電荷轉(zhuǎn)移。較寬的存儲(chǔ)區(qū)域和較窄的導(dǎo)電區(qū)域相交替，這樣就可以制造一個(gè)儲(chǔ)量更大，能量更密集，但又不損失電量的電池。
這種設(shè)計(jì)理念一度受到追捧，其技巧需要制造一個(gè)足夠小的區(qū)域：存儲(chǔ)介質(zhì)大概為100微米寬，導(dǎo)體為10微米左右。因此，一個(gè)典型的電動(dòng)車電池的負(fù)極需要上萬個(gè)這樣交錯(cuò)的指狀物。要精確制造出這樣微小的結(jié)構(gòu)需要使用光刻技術(shù)，而這種技術(shù)成本極高，不適合快速大量的投入生產(chǎn)。
PARC的研究者從彩條牙膏中獲得靈感，提出了一種解決辦法。這種新的電池，由兩種材料和一種有機(jī)材料混合成糊劑，這種糊劑可被注入一個(gè)含有細(xì)小通道和管口的打印頭。打印頭再移動(dòng)到一個(gè)金屬薄片上方，將糊劑以條狀擠出，一條挨著一條排列，形成極薄的條形列。
在干燥糊劑基質(zhì)的過程中，大多數(shù)有機(jī)物揮發(fā)，只留下一個(gè)固體負(fù)極。相比其它負(fù)極只由一種物質(zhì)組成的同類電池，通過測(cè)試，這種可擠壓和反復(fù)充電的電池能多儲(chǔ)存20%的能量。
以這種方式打印電池負(fù)極只是一個(gè)開始。如今，PARC正同美國(guó)政府機(jī)構(gòu)ARPA-E合作嘗試打印整節(jié)電池。（ARPA-E是一家負(fù)責(zé)創(chuàng)造先進(jìn)能源科技的官方機(jī)構(gòu)）
打印整節(jié)電池要求5種糊劑：制造正負(fù)極各需要兩種，隔板一種。共同擠壓的方法也可以通過打印銀線（作用是將電流傳導(dǎo)出一塊電池）來提高太陽能電池的效率。和這種銀線糊劑共同被擠出的是一種經(jīng)過電池加熱就會(huì)燒盡的材料。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，這樣的線僅有20微米。由于細(xì)線投下的陰影更小，所以更多的日光可照到電池上。
以這種方式制造的太陽能板現(xiàn)已投入生產(chǎn)。同時(shí)，研究人員也將目光投向了燃料電池、超級(jí)電容，甚至是催化轉(zhuǎn)化器，這些設(shè)備都是共擠壓制造的合適材料。
