TWI712206B - 能量儲存裝置、其電極以及矽藻殼 - Google Patents

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Abstract

本申請提供一種能量儲存裝置、其電極以及矽藻殼。所述 能量儲存裝置可包含具有第一組多個矽藻殼之陰極，其中第一組多個矽藻殼可包含具有錳氧化物之奈米結構。能量儲存裝置可包含包括第二組多個矽藻殼之陽極，其中第二組多個矽藻殼可包含具有氧化鋅之奈米結構。矽藻殼在至少一個表面上可具有多個奈米結構，其中多個奈米結構可包含錳氧化物。矽藻殼在至少一個表面上可具有多個奈米結構，其中多個奈米結構可包含氧化鋅。用於能量儲存裝置之電極包含多個矽藻殼，其中多個矽藻殼中之每一者可具有形成於至少一個表面上之多個奈米結構。

Description

能量儲存裝置、其電極以及矽藻殼 [相關申請案之交叉引用]
本申請案主張2015年6月22日申請之美國專利申請案第14/745,709號之優先權，其為名稱為「矽藻能量儲存裝置(Diatomaceous Energy Storage Devices)」之2014年1月22日申請之美國專利申請案第14/161,658號之部分接續申請案，其主張名稱為「高表面積奈米多孔能量儲存裝置(High Surface Area Nanoporous Energy Storage Devices)」之2013年8月5日申請之美國臨時專利申請案第61/862,469號之權益，且其為名稱為「矽藻能量儲存裝置(Diatomaceous Energy Storage Devices)」之2013年7月17日申請之美國專利申請案第13/944,211號之部分接續申請案，其主張名稱為「矽藻能量儲存裝置(Diatomaceous Energy Storage Devices)」之2013年1月9日申請之美國臨時專利申請案第61/750,757號之權益及名稱為「矽藻能量儲存裝置(Diatomaceous Energy Storage Devices)」之2012年7月18日申請之美國臨時專利申請案第61/673,149號，其中之每一者均以全文引用的方式併入本文中。
本申請案涉及能量儲存裝置，且尤其涉及包括矽藻之矽藻殼之能量儲存裝置。
矽藻典型地包含單細胞真核生物，諸如單細胞海藻。矽藻在自然界中大量存在且可見於淡水與海洋環境中。一般而言，矽藻藉由矽藻殼封閉，矽藻殼具有經由包括環帶元件（girdle element）之連接區配合在一起之兩個殼（valve）。矽藻土（Diatomaceous earth），有時稱為矽藻土（diatomite），可為矽藻殼之來源。矽藻土包括化石化矽藻殼且可用於多種不同應用，包含作為過濾劑、用於油漆或塑膠之填充劑、吸附劑、貓砂或研磨材料。
矽藻殼通常包括大量二氧化矽（SiO2 ）以及氧化鋁、氧化鐵、氧化鈦、磷酸鹽、石灰石、鈉及/或鉀。矽藻殼典型地為電絕緣的。矽藻殼可包括多種尺寸、表面特徵、形狀以及其他屬性。舉例而言，矽藻殼可包括不同形狀，包含（但不限於）圓柱體、球體、盤狀或稜柱狀。矽藻殼包括對稱形狀或不對稱形狀。矽藻可根據矽藻殼之形狀及/或對稱性分類，例如根據存在或缺乏徑向對稱性將矽藻分組。矽藻殼可包括在小於約一微米至約數百微米範圍內之尺寸。矽藻殼亦可包括不同孔隙度，具有許多孔或縫隙。矽藻殼之孔或縫隙的形狀、大小及/或密度可不同。舉例而言，矽藻殼可包括尺寸為約5奈米至約1000奈米之孔。
矽藻殼可例如因矽藻殼之尺寸、矽藻殼形狀、孔隙度及/或材料組成而包括顯著機械強度或抗剪應力。
能量儲存裝置，諸如電池（例如可再充電電池）、燃料電池、電容器及/或超級電容器（例如雙電層電容器（electric double-layer capacitor，EDLC）、假電容器、對稱電容器）可使用嵌入於能量儲存裝置之至少一個層中之矽藻殼製成。矽藻殼可分選為具有所選形狀、尺寸、孔隙度、材料、表面特徵及/或另一適合矽藻殼屬性，所述各屬性可為均勻或大體上均勻的或可發生變化。矽藻殼可包含矽藻殼表面改質結構及/或材料。能量儲存裝置可包含諸如電極、隔膜及/或集電體之層。舉例而言，隔膜可安置於第一電極與第二電極之間，第一集電體可與第一電極耦接，且第二集電體可與第二電極耦接。隔膜、第一電極以及第二電極中之至少一者可包含矽藻殼。能量儲存裝置之至少一部分中包含矽藻殼可有助於使用印刷技術製造能量儲存裝置，所述印刷技術包含網版印刷、輥對輥印刷、噴墨印刷及/或另一適合印刷方法。矽藻殼可為能量儲存裝置層提供結構支撐且有助於能量儲存裝置層在製造及/或使用期間維持均勻或大體上均勻的厚度。多孔矽藻殼可使電子或離子物質無阻礙或大體上無阻礙地流動。包含表面結構或材料之矽藻殼可增加層之導電性。
在一些實施例中，印刷能量儲存裝置包括第一電極、第二電極以及第一電極與第二電極之間的隔膜。第一電極、第二電極以及隔膜中之至少一者包含矽藻殼。
在一些實施例中，隔膜包含矽藻殼。在一些實施例中，第一電極包含矽藻殼。在一些實施例中，隔膜及第一電極包含矽藻殼。在一些實施例中，第二電極包含矽藻殼。在一些實施例中，隔膜及第二電極包含矽藻殼。在一些實施例中，第一電極及第二電極包含矽藻殼。在一些實施例中，隔膜、第一電極以及第二電極中包含矽藻殼。
在一些實施例中，矽藻殼具有大體上均勻的特性。在一些實施例中，特性包括形狀，例如包含圓柱、球體、盤或稜柱。在一些實施例中，特性包括尺寸，例如包含直徑、長度或最長軸。在一些實施例中，特性包括孔隙度。在一些實施例中，特性包括機械強度。
在一些實施例中，矽藻殼包括表面改質結構。在一些實施例中，表面改質結構包含導電材料。在一些實施例中，導電材料包含以下各者中之至少一者：銀、鋁、鉭、銅、鋰、鎂以及黃銅。在一些實施例中，表面改質結構包含氧化鋅（ZnO）。在一些實施例中，表面改質結構包括半導體。在一些實施例中，半導體包含以下各者中之至少一者：矽、鍺、矽鍺以及砷化鎵。在一些實施例中，表面改質結構包括奈米線、奈米粒子以及具有叢生葉形狀之結構中之至少一者。在一些實施例中，表面改質結構位於矽藻殼之外表面上。在一些實施例中，表面改質結構位於矽藻殼之內表面上。在一些實施例中，表面改質結構位於矽藻殼之內表面及外表面上。
在一些實施例中，矽藻殼包括表面改質材料。在一些實施例中，表面改質材料包括導電材料。在一些實施例中，表面改質材料包含以下各者中之至少一者：銀、鋁、鉭、銅、鋰、鎂以及黃銅。在一些實施例中，表面改質材料包含ZnO。在一些實施例中，表面改質材料包含半導體。在一些實施例中，半導體包含以下各者中之至少一者：矽、鍺、矽鍺以及砷化鎵。在一些實施例中，表面改質材料位於矽藻殼之外表面上。在一些實施例中，表面改質材料位於矽藻殼之內表面上。在一些實施例中，表面改質材料位於矽藻殼之內表面及外表面上。
在一些實施例中，第一電極包括導電填充劑。在一些實施例中，第二電極包括導電填充劑。在一些實施例中，第一電極及第二電極包括導電填充劑。在一些實施例中，導電填充劑包括石墨碳。在一些實施例中，導電填充劑包括石墨烯。在一些實施例中，導電填充劑包括碳奈米管。
在一些實施例中，第一電極包括黏著性材料。在一些實施例中，第二電極包括黏著性材料。在一些實施例中，第一電極及第二電極包括黏著性材料。在一些實施例中，隔膜包括黏著性材料。在一些實施例中，第一電極及隔膜包括黏著性材料。在一些實施例中，第二電極及隔膜包括黏著性材料。在一些實施例中，第一電極、第二電極及隔膜包括黏著性材料。在一些實施例中，黏著性材料包括聚合物。
在一些實施例中，隔膜包括電解質。在一些實施例中，電解質包括離子液體、酸、鹼以及鹽中之至少一者。在一些實施例中，電解質包括電解凝膠。
在一些實施例中，裝置包括與第一電極電連通之第一集電體。在一些實施例中，裝置包括與第二電極電連通之第二集電體。在一些實施例中，裝置包括與第一電極電連通之第一集電體及與第二電極電連通之第二集電體。
在一些實施例中，印刷能量儲存裝置包括電容器。在一些實施例中，印刷能量儲存裝置包括超級電容器。在一些實施例中，印刷能量儲存裝置包括電池。
在一些實施例中，系統包括多個彼此向上堆疊之如本文所述之印刷能量儲存裝置。在一些實施例中，電裝置包括本文所述之印刷能量儲存裝置或系統。
在一些實施例中，用於印刷能量儲存裝置之膜包括矽藻殼。
在一些實施例中，矽藻殼具有大體上均勻的特性。在一些實施例中，特性包括形狀，例如包含圓柱、球體、盤或稜柱。在一些實施例中，特性包括尺寸，例如包含直徑、長度或最長軸。在一些實施例中，特性包括孔隙度。在一些實施例中，特性包括機械強度。
在一些實施例中，矽藻殼包括表面改質結構。在一些實施例中，表面改質結構包含導電材料。在一些實施例中，導電材料包含以下各者中之至少一者：銀、鋁、鉭、銅、鋰、鎂以及黃銅。在一些實施例中，表面改質結構包含氧化鋅（ZnO）。在一些實施例中，表面改質結構包括半導體。在一些實施例中，半導體包含以下各者中之至少一者：矽、鍺、矽鍺以及砷化鎵。在一些實施例中，表面改質結構包括奈米線、奈米粒子以及具有叢生葉形狀之結構中之至少一者。在一些實施例中，表面改質結構位於矽藻殼之外表面上。在一些實施例中，表面改質結構位於矽藻殼之內表面上。在一些實施例中，表面改質結構位於矽藻殼之內表面及外表面上。
在一些實施例中，矽藻殼包括表面改質材料。在一些實施例中，表面改質材料包括導電材料。在一些實施例中，表面改質材料包含以下各者中之至少一者：銀、鋁、鉭、銅、鋰、鎂以及黃銅。在一些實施例中，表面改質材料包含ZnO。在一些實施例中，表面改質材料包含半導體。在一些實施例中，半導體包含以下各者中之至少一者：矽、鍺、矽鍺以及砷化鎵。在一些實施例中，表面改質材料位於矽藻殼之外表面上。在一些實施例中，表面改質材料位於矽藻殼之內表面上。在一些實施例中，表面改質材料位於矽藻殼之內表面及外表面上。
在一些實施例中，膜更包括導電填充劑。在一些實施例中，導電填充劑包括石墨碳。在一些實施例中，導電填充劑包括石墨烯。
在一些實施例中，膜更包括黏著性材料。在一些實施例中，黏著性材料包括聚合物。
在一些實施例中，膜更包括電解質。在一些實施例中，電解質包括離子液體、酸、鹼以及鹽中之至少一者。在一些實施例中，電解質包括電解凝膠。
在一些實施例中，能量儲存裝置包括如本文所述之膜。在一些實施例中，印刷能量儲存裝置包括電容器。在一些實施例中，印刷能量儲存裝置包括超級電容器。在一些實施例中，印刷能量儲存裝置包括電池。在一些實施例中，系統包括多個彼此向上堆疊之如本文所述之能量儲存裝置。在一些實施例中，電裝置包括本文所述之印刷能量儲存裝置或系統。
在一些實施例中，製造印刷能量儲存裝置之方法包括形成第一電極、形成第二電極以及在第一電極與第二電極之間形成隔膜。第一電極、第二電極以及隔膜中之至少一者包含矽藻殼。
在一些實施例中，隔膜包含矽藻殼。在一些實施例中，形成隔膜包含形成矽藻殼之分散液。在一些實施例中，形成隔膜包含將隔膜網版印刷。在一些實施例中，形成隔膜包含形成矽藻殼膜。在一些實施例中，形成隔膜包含將包含隔膜之膜輥對輥印刷。
在一些實施例中，第一電極包含矽藻殼。在一些實施例中，形成第一電極包含形成矽藻殼之分散液。在一些實施例中，形成第一電極包含將第一電極網版印刷。在一些實施例中，形成第一電極包含形成矽藻殼膜。在一些實施例中，形成第一電極包含將包含第一電極之膜輥對輥印刷。
在一些實施例中，第二電極包含矽藻殼。在一些實施例中，形成第二電極包含形成矽藻殼之分散液。在一些實施例中，形成第二電極包含將第二電極網版印刷。在一些實施例中，形成第二電極包含形成矽藻殼膜。在一些實施例中，形成第二電極包含將包含第二電極之膜輥對輥印刷。
在一些實施例中，所述方法更包括根據特性分選矽藻殼。在一些實施例中，所述特性包括形狀、尺寸、材料以及孔隙度中之至少一者。
在一些實施例中，墨水包括溶液及分散於溶液中之矽藻殼。
在一些實施例中，矽藻殼具有大體上均勻的特性。在一些實施例中，特性包括形狀，例如包含圓柱、球體、盤或稜柱。在一些實施例中，特性包括尺寸，例如包含直徑、長度或最長軸。在一些實施例中，特性包括孔隙度。在一些實施例中，特性包括機械強度。
在一些實施例中，矽藻殼包括表面改質結構。在一些實施例中，表面改質結構包含導電材料。在一些實施例中，導電材料包含以下各者中之至少一者：銀、鋁、鉭、銅、鋰、鎂以及黃銅。在一些實施例中，表面改質結構包含氧化鋅（ZnO）。在一些實施例中，表面改質結構包括半導體。在一些實施例中，半導體包含以下各者中之至少一者：矽、鍺、矽鍺以及砷化鎵。在一些實施例中，表面改質結構包括奈米線、奈米粒子以及具有叢生葉形狀之結構中之至少一者。在一些實施例中，表面改質結構位於矽藻殼之外表面上。在一些實施例中，表面改質結構位於矽藻殼之內表面上。在一些實施例中，表面改質結構位於矽藻殼之內表面及外表面上。
在一些實施例中，矽藻殼包括表面改質材料。在一些實施例中，表面改質材料包括導電材料。在一些實施例中，表面改質材料包含以下各者中之至少一者：銀、鋁、鉭、銅、鋰、鎂以及黃銅。在一些實施例中，表面改質材料包含ZnO。在一些實施例中，表面改質材料包含半導體。在一些實施例中，半導體包含以下各者中之至少一者：矽、鍺、矽鍺以及砷化鎵。在一些實施例中，表面改質材料位於矽藻殼之外表面上。在一些實施例中，表面改質材料位於矽藻殼之內表面上。在一些實施例中，表面改質材料位於矽藻殼之內表面及外表面上。
在一些實施例中，墨水更包括導電填充劑。在一些實施例中，導電填充劑包括石墨碳。在一些實施例中，導電填充劑包括石墨烯。
在一些實施例中，墨水更包括黏著性材料。在一些實施例中，黏著性材料包括聚合物。
在一些實施例中，墨水更包括電解質。在一些實施例中，電解質包括離子液體、酸、鹼以及鹽中之至少一者。在一些實施例中，電解質包括電解凝膠。
在一些實施例中，裝置包括本文所述之墨水中之至少一者。在一些實施例中，裝置包括印刷能量儲存裝置。在一些實施例中，印刷能量儲存裝置包括電容器。在一些實施例中，印刷能量儲存裝置包括超級電容器。在一些實施例中，印刷能量儲存裝置包括電池。
提取矽藻之矽藻殼部分之方法可包括將多個矽藻之矽藻殼部分分散於分散溶劑中。可移除有機污染物及無機污染物中之至少一者。提取矽藻之矽藻殼部分之方法可包括將多個矽藻之矽藻殼部分分散於界面活性劑中，所述界面活性劑會降低多個矽藻之矽藻殼部分之聚結。所述方法可包括使用盤式堆疊離心機提取具有至少一個共同特徵（common characteristic）之多個矽藻之矽藻殼部分。
在一些實施例中，至少一個共同特徵可包含尺寸、形狀、材料以及破碎程度中之至少一者。尺寸可包含長度及直徑中之至少一者。
在一些實施例中，固體混合物可包括多個矽藻之矽藻殼部分。提取矽藻之矽藻殼部分之方法可包括減小固體混合物之粒子尺寸。減小固體混合物之粒子尺寸可在將多個矽藻之矽藻殼部分分散於分散溶劑中之前進行。在一些實施例中，減小粒子尺寸可包括將固體混合物研磨。將固體混合物研磨可包含對固體混合物施用研缽及研杵、罐磨機以及碎石機中之至少一者。
在一些實施例中，可提取固體混合物之具有最長組分尺寸之組分，所述最長組分尺寸大於多個矽藻之矽藻殼部分之最長矽藻殼部分尺寸。提取固體混合物之組分可包括篩分固體混合物。篩分固體混合物可包括用篩孔尺寸約15微米至約25微米之篩網加工固體混合物。篩分固體混合物可包括用篩孔尺寸約10微米至約25微米之篩網加工固體混合物。
在一些實施例中，提取矽藻之矽藻殼部分之方法可包括分選多個矽藻之矽藻殼部分以分離第一矽藻之矽藻殼部分與第二矽藻之矽藻殼部分，所述第一矽藻之矽藻殼部分具有較大的最長尺寸。舉例而言，第一矽藻之矽藻殼部分可包括多個完整矽藻之矽藻殼部分。第二矽藻之矽藻殼部分可包括多個破裂矽藻之矽藻殼部分。
在一些實施例中，分選多個矽藻之矽藻殼部分可包括將多個矽藻之矽藻殼部分過濾。過濾可包括干擾多個矽藻之矽藻殼部分之聚結。在一些實施例中，干擾多個矽藻之矽藻殼部分之聚結可包括攪拌。在一些實施例中，干擾多個矽藻之矽藻殼部分之聚結可包括振盪。在一些實施例中，干擾多個矽藻之矽藻殼部分之聚結可包括鼓泡。
過濾可包含將篩網施用於多個矽藻之矽藻殼部分。舉例而言，篩網可具有約5微米至約10微米，包含約7微米之篩孔尺寸。
在一些實施例中，提取矽藻之矽藻殼部分之方法可包含獲得經洗滌之矽藻之矽藻殼部分。獲得經洗滌之矽藻之矽藻殼部分可包括在移除有機污染物及無機污染物中之至少一者之後用清潔溶劑洗滌多個矽藻之矽藻殼部分。在一些實施例中，獲得經洗滌之矽藻之矽藻殼部分可包括用清潔溶劑洗滌具有至少一個共同特徵之矽藻之矽藻殼部分。
可移除清潔溶劑。舉例而言，移除清潔溶劑可包括在移除有機污染物及無機污染物中之至少一者之後使多個矽藻之矽藻殼部分沈降。舉例而言，移除清潔溶劑可包括使具有至少一個共同特徵之多個矽藻之矽藻殼部分沈降。使多個矽藻之矽藻殼部分沈降可包括離心。在一些實施例中，離心可包括應用適用於大規模加工之離心機。在一些實施例中，離心可包括應用盤式堆疊離心機、傾析離心機以及管碗式離心機中之至少一者。
在一些實施例中，分散溶劑及清潔溶劑中之至少一者可包括水。
在一些實施例中，將多個矽藻之矽藻殼部分分散於分散溶劑中及將多個矽藻之矽藻殼部分分散於界面活性劑中之至少一者可包括音波處理多個矽藻之矽藻殼。
界面活性劑可包括陽離子界面活性劑。舉例而言，陽離子界面活性劑可包括以下各者中之至少一者：苯紮氯銨、溴化十六烷基三甲基銨、氯化十二烷基甲基糖力濕-10羥丙基二甲基銨、苄索氯銨、苄索氯銨、5-溴-5-硝基-1,3-二噁烷（bronidox）、氯化二甲基二十八烷基銨以及氫氧化四甲基銨。
界面活性劑可包括非離子界面活性劑。舉例而言，非離子界面活性劑可包括以下各者中之至少一者：十六烷基醇、硬脂醇、鯨蠟硬脂醇、油醇、聚氧乙烯二醇烷基醚、八乙二醇單十二烷基醚、葡糖苷烷基醚、癸基葡糖苷、聚氧乙烯二醇辛基酚醚、辛基酚乙氧基化物（Triton X-100™）、壬苯醇醚-9、月桂酸甘油酯、聚山梨醇酯以及泊洛沙姆（poloxamer）。
在一些實施例中，提取矽藻之矽藻殼部分之方法可包括將多個矽藻之矽藻殼分散於添加劑組分中。將多個矽藻之矽藻殼分散於添加劑組分中可在將多個矽藻之矽藻殼分散於界面活性劑中之前進行。將多個矽藻之矽藻殼分散於添加劑組分中可在將多個矽藻之矽藻殼分散於界面活性劑中之後進行。將多個矽藻之矽藻殼分散於添加劑組分中可與將多個矽藻之矽藻殼分散於界面活性劑中至少部分同步。添加劑組分可包含氯化鉀、氯化銨、氫氧化銨以及氫氧化鈉中之至少一者。
在一些實施例中，將多個矽藻之矽藻殼部分分散可包括獲得包括約1重量%至約5重量%之多個矽藻之矽藻殼部分之分散液。
在一些實施例中，移除有機污染物可包括在漂白劑存在下加熱多個矽藻之矽藻殼部分。漂白劑可包含過氧化氫及硝酸中之至少一者。加熱多個矽藻之矽藻殼部分可包括於包括量在約10容積百分比至約20容積百分比範圍內之過氧化氫之溶液中加熱多個矽藻之矽藻殼部分。加熱多個矽藻之矽藻殼部分可包括加熱多個矽藻之矽藻殼部分維持約5分鐘至約15分鐘。
在一些實施例中，移除有機污染物可包括將多個矽藻之矽藻殼部分退火。在一些實施例中，移除無機污染物可包括組合多個矽藻之矽藻殼部分與鹽酸及硫酸中之至少一者。組合多個矽藻之矽藻殼部分與鹽酸及硫酸中之至少一者可包含於包括約15容積百分比至約25容積百分比之鹽酸的溶液中混合多個矽藻之矽藻殼部分。舉例而言，混合可持續約20分鐘至約40分鐘。
提取矽藻之矽藻殼部分之方法可包含使用盤式堆疊離心機提取具有至少一個共同特徵之多個矽藻之矽藻殼部分。
在一些實施例中，提取矽藻之矽藻殼部分之方法可包括將多個矽藻之矽藻殼部分分散於分散溶劑中。在一些實施例中，所述方法可包括移除有機污染物及無機污染物中之至少一者。在一些實施例中，所述方法可包括將多個矽藻之矽藻殼部分分散於界面活性劑中，所述界面活性劑會降低多個矽藻之矽藻殼部分之聚結。
至少一個共同特徵可包含尺寸、形狀、材料以及破碎程度中之至少一者。尺寸可包含長度及直徑中之至少一者。
在一些實施例中，固體混合物可包括多個矽藻之矽藻殼部分。提取矽藻之矽藻殼部分之方法可包括減小固體混合物之粒子尺寸。減小固體混合物之粒子尺寸可在將多個矽藻之矽藻殼部分分散於分散溶劑中之前進行。在一些實施例中，減小粒子尺寸可包括將固體混合物研磨。將固體混合物研磨可包含對固體混合物施用研缽及研杵、罐磨機以及碎石機中之至少一者。
在一些實施例中，可提取固體混合物之具有最長組分尺寸之組分，所述最長組分尺寸大於多個矽藻之矽藻殼部分之最長矽藻殼部分尺寸。提取固體混合物之組分可包括篩分固體混合物。篩分固體混合物可包括用篩孔尺寸約15微米至約25微米之篩網加工固體混合物。篩分固體混合物可包括用篩孔尺寸約10微米至約25微米之篩網加工固體混合物。
在一些實施例中，提取矽藻之矽藻殼部分之方法可包括分選多個矽藻之矽藻殼部分以分離第一矽藻之矽藻殼部分與第二矽藻之矽藻殼部分，所述第一矽藻之矽藻殼部分具有較大最長尺寸。舉例而言，第一矽藻之矽藻殼部分可包括多個完整矽藻之矽藻殼部分。第二矽藻之矽藻殼部分可包括多個破裂矽藻之矽藻殼部分。
在一些實施例中，分選多個矽藻之矽藻殼部分可包括將多個矽藻之矽藻殼部分過濾。過濾可包括干擾多個矽藻之矽藻殼部分之聚結。在一些實施例中，干擾多個矽藻之矽藻殼部分之聚結可包括攪拌。在一些實施例中，干擾多個矽藻之矽藻殼部分之聚結可包括振盪。在一些實施例中，干擾多個矽藻之矽藻殼部分之聚結可包括鼓泡。
過濾可包含將篩網施用於多個矽藻之矽藻殼部分。舉例而言，篩網可具有約5微米至約10微米，包含約7微米之篩孔尺寸。
在一些實施例中，提取矽藻之矽藻殼部分之方法可包含獲得洗滌之矽藻之矽藻殼部分。獲得洗滌之矽藻之矽藻殼部分可包括在移除有機污染物及無機污染物中之至少一者之後用清潔溶劑洗滌多個矽藻之矽藻殼部分。在一些實施例中，獲得洗滌之矽藻之矽藻殼部分可包括用清潔溶劑洗滌具有至少一個共同特徵之矽藻之矽藻殼部分。
可移除清潔溶劑。舉例而言，移除清潔溶劑可包括在移除有機污染物及無機污染物中之至少一者之後使多個矽藻之矽藻殼部分沈降。舉例而言，移除清潔溶劑可包括使具有至少一個共同特徵之多個矽藻之矽藻殼部分沈降。使多個矽藻之矽藻殼部分沈降可包括離心。在一些實施例中，離心可包括應用適用於大規模加工之離心機。在一些實施例中，離心可包括應用盤式堆疊離心機、傾析離心機以及管碗式離心機中之至少一者。
在一些實施例中，分散溶劑及清潔溶劑中之至少一者可包括水。
在一些實施例中，將多個矽藻之矽藻殼部分分散於分散溶劑中及將多個矽藻之矽藻殼部分分散於界面活性劑中之至少一者可包括音波處理多個矽藻之矽藻殼。
界面活性劑可包括陽離子界面活性劑。舉例而言，陽離子界面活性劑可包括以下各者中之至少一者：苯紮氯銨、溴化十六烷基三甲基銨、氯化十二烷基甲基糖力濕-10羥丙基二甲基銨、苄索氯銨、苄索氯銨、5-溴-5-硝基-1,3-二噁烷、氯化二甲基二十八烷基銨以及氫氧化四甲基銨。
界面活性劑可包括非離子界面活性劑。舉例而言，非離子界面活性劑可包括以下各者中之至少一者：十六烷基醇、硬脂醇、鯨蠟硬脂醇、油醇、聚氧乙烯二醇烷基醚、八乙二醇單十二烷基醚、葡糖苷烷基醚、癸基葡糖苷、聚氧乙烯二醇辛基酚醚、辛基酚乙氧基化物（Triton X-100™）、壬苯醇醚-9、月桂酸甘油酯、聚山梨醇酯以及泊洛沙姆。
在一些實施例中，提取矽藻之矽藻殼部分之方法可包括將多個矽藻之矽藻殼分散於添加劑組分中。將多個矽藻之矽藻殼分散於添加劑組分中可在將多個矽藻之矽藻殼分散於界面活性劑中之前進行。將多個矽藻之矽藻殼分散於添加劑組分中可在將多個矽藻之矽藻殼分散於界面活性劑中之後進行。將多個矽藻之矽藻殼分散於添加劑組分中可與將多個矽藻之矽藻殼分散於界面活性劑中至少部分同步。添加劑組分可包含氯化鉀、氯化銨、氫氧化銨以及氫氧化鈉中之至少一者。
在一些實施例中，將多個矽藻之矽藻殼部分分散可包括獲得包括約1重量%至約5重量%之多個矽藻之矽藻殼部分之分散液。
在一些實施例中，移除有機污染物可包括在漂白劑存在下加熱多個矽藻之矽藻殼部分。漂白劑可包含過氧化氫及硝酸中之至少一者。加熱多個矽藻之矽藻殼部分可包括於包括量在約10容積百分比至約20容積百分比範圍內之過氧化氫之溶液中加熱多個矽藻之矽藻殼部分。加熱多個矽藻之矽藻殼部分可包括加熱多個矽藻之矽藻殼部分維持約5分鐘至約15分鐘。
在一些實施例中，移除有機污染物可包括將多個矽藻之矽藻殼部分退火。在一些實施例中，移除無機污染物可包括組合多個矽藻之矽藻殼部分與鹽酸及硫酸中之至少一者。組合多個矽藻之矽藻殼部分與鹽酸及硫酸中之至少一者可包含於包括約15容積百分比至約25容積百分比之鹽酸的溶液中混合多個矽藻之矽藻殼部分。舉例而言，混合可持續約20分鐘至約40分鐘。
提取矽藻之矽藻殼部分之方法可包含將多個矽藻之矽藻殼部分與界面活性劑分散，所述界面活性劑會降低多個矽藻之矽藻殼部分之聚結。
提取矽藻之矽藻殼部分之方法可包含使用盤式堆疊離心機提取具有至少一個共同特徵之多個矽藻之矽藻殼部分。在一些實施例中，提取矽藻之矽藻殼部分之方法可包括將多個矽藻之矽藻殼部分分散於分散溶劑中。在一些實施例中，可移除有機污染物及無機污染物中之至少一者。
在一些實施例中，至少一個共同特徵可包含尺寸、形狀、材料以及破碎程度中之至少一者。尺寸可包含長度及直徑中之至少一者。
在一些實施例中，固體混合物可包括多個矽藻之矽藻殼部分。提取矽藻之矽藻殼部分之方法可包括減小固體混合物之粒子尺寸。減小固體混合物之粒子尺寸可在將多個矽藻之矽藻殼部分分散於分散溶劑中之前進行。在一些實施例中，減小粒子尺寸可包括將固體混合物研磨。將固體混合物研磨可包含對固體混合物施用研缽及研杵、罐磨機以及碎石機中之至少一者。
在一些實施例中，可提取固體混合物之具有最長組分尺寸之組分，所述最長組分尺寸大於多個矽藻之矽藻殼部分之最長矽藻殼部分尺寸。提取固體混合物之組分可包括篩分固體混合物。篩分固體混合物可包括用篩孔尺寸約15微米至約25微米之篩網加工固體混合物。篩分固體混合物可包括用篩孔尺寸約10微米至約25微米之篩網加工固體混合物。
在一些實施例中，提取矽藻之矽藻殼部分之方法可包括分選多個矽藻之矽藻殼部分以分離第一矽藻之矽藻殼部分與第二矽藻之矽藻殼部分，所述第一矽藻之矽藻殼部分具有較大最長尺寸。舉例而言，第一矽藻之矽藻殼部分可包括多個完整矽藻之矽藻殼部分。第二矽藻之矽藻殼部分可包括多個破裂矽藻之矽藻殼部分。
在一些實施例中，分選多個矽藻之矽藻殼部分可包括將多個矽藻之矽藻殼部分過濾。過濾可包括干擾多個矽藻之矽藻殼部分之聚結。在一些實施例中，干擾多個矽藻之矽藻殼部分之聚結可包括攪拌。在一些實施例中，干擾多個矽藻之矽藻殼部分之聚結可包括振盪。在一些實施例中，干擾多個矽藻之矽藻殼部分之聚結可包括鼓泡。
過濾可包含將篩網施用於多個矽藻之矽藻殼部分。舉例而言，篩網可具有約5微米至約10微米，包含約7微米之篩孔尺寸。
在一些實施例中，提取矽藻之矽藻殼部分之方法可包含獲得洗滌之矽藻之矽藻殼部分。獲得洗滌之矽藻之矽藻殼部分可包括在移除有機污染物及無機污染物中之至少一者之後用清潔溶劑洗滌多個矽藻之矽藻殼部分。在一些實施例中，獲得洗滌之矽藻之矽藻殼部分可包括用清潔溶劑洗滌具有至少一個共同特徵之矽藻之矽藻殼部分。
可移除清潔溶劑。舉例而言，移除清潔溶劑可包括在移除有機污染物及無機污染物中之至少一者之後使多個矽藻之矽藻殼部分沈降。舉例而言，移除清潔溶劑可包括使具有至少一個共同特徵之多個矽藻之矽藻殼部分沈降。使多個矽藻之矽藻殼部分沈降可包括離心。在一些實施例中，離心可包括應用適用於大規模加工之離心機。在一些實施例中，離心可包括應用盤式堆疊離心機、傾析離心機以及管碗式離心機中之至少一者。
在一些實施例中，分散溶劑及清潔溶劑中之至少一者可包括水。
在一些實施例中，將多個矽藻之矽藻殼部分分散於分散溶劑中及將多個矽藻之矽藻殼部分分散於界面活性劑中之至少一者可包括音波處理多個矽藻之矽藻殼。
界面活性劑可包括陽離子界面活性劑。舉例而言，陽離子界面活性劑可包括以下各者中之至少一者：苯紮氯銨、溴化十六烷基三甲基銨、氯化十二烷基甲基糖力濕-10羥丙基二甲基銨、苄索氯銨、苄索氯銨、5-溴-5-硝基-1,3-二噁烷、氯化二甲基二十八烷基銨以及氫氧化四甲基銨。
界面活性劑可包括非離子界面活性劑。舉例而言，非離子界面活性劑可包括以下各者中之至少一者：十六烷基醇、硬脂醇、鯨蠟硬脂醇、油醇、聚氧乙烯二醇烷基醚、八乙二醇單十二烷基醚、葡糖苷烷基醚、癸基葡糖苷、聚氧乙烯二醇辛基酚醚、辛基酚乙氧基化物（Triton X-100™）、壬苯醇醚-9、月桂酸甘油酯、聚山梨醇酯以及泊洛沙姆。
在一些實施例中，提取矽藻之矽藻殼部分之方法可包括將多個矽藻之矽藻殼分散於添加劑組分中。將多個矽藻之矽藻殼分散於添加劑組分中可在將多個矽藻之矽藻殼分散於界面活性劑中之前。將多個矽藻之矽藻殼分散於添加劑組分中可在將多個矽藻之矽藻殼分散於界面活性劑中之後。將多個矽藻之矽藻殼分散於添加劑組分中可與將多個矽藻之矽藻殼分散於界面活性劑中至少部分同步。添加劑組分可包含氯化鉀、氯化銨、氫氧化銨以及氫氧化鈉中之至少一者。
在一些實施例中，將多個矽藻之矽藻殼部分分散可包括獲得包括約1重量%至約5重量%之多個矽藻之矽藻殼部分之分散液。
在一些實施例中，移除有機污染物可包括在漂白劑存在下加熱多個矽藻之矽藻殼部分。漂白劑可包含過氧化氫及硝酸中之至少一者。加熱多個矽藻之矽藻殼部分可包括於包括量在約10容積百分比至約20容積百分比範圍內之過氧化氫之溶液中加熱多個矽藻之矽藻殼部分。加熱多個矽藻之矽藻殼部分可包括加熱多個矽藻之矽藻殼部分維持約5分鐘至約15分鐘。
在一些實施例中，移除有機污染物可包括將多個矽藻之矽藻殼部分退火。在一些實施例中，移除無機污染物可包括組合多個矽藻之矽藻殼部分與鹽酸及硫酸中之至少一者。組合多個矽藻之矽藻殼部分與鹽酸及硫酸中之至少一者可包含於包括約15容積百分比至約25容積百分比之鹽酸的溶液中混合多個矽藻之矽藻殼部分。舉例而言，混合可持續約20分鐘至約40分鐘。
於矽藻之矽藻殼部分上形成銀奈米結構之方法可包含於矽藻之矽藻殼部分之表面上形成銀晶種層。所述方法可包含於晶種層上形成奈米結構。
在一些實施例中，奈米結構可包括以下各者中之至少一者：塗層、奈米線、奈米板、奈米粒子之緻密陣列、奈米帶以及奈米盤。在一些實施例中，奈米結構可包括銀。
形成銀晶種層可包括將循環加熱方案應用於第一銀貢獻組分及矽藻之矽藻殼部分。在一些實施例中，應用循環加熱方案可包括應用循環微波功率。應用循環微波功率可包括使微波功率在約100瓦特與500瓦特之間交替。舉例而言，交替可包括使微波功率每分鐘進行交替。在一些實施例中，交替可包括使微波功率交替持續約30分鐘。在一些實施例中，交替可包括使微波功率交替持續約20分鐘至約40分鐘。
在一些實施例中，形成銀晶種層可包括組合矽藻之矽藻殼部分與晶種層溶液。晶種層溶液可包含第一銀貢獻組分及晶種層還原劑。舉例而言，晶種層還原劑可為晶種層溶劑。在一些實施例中，晶種層還原劑及晶種層溶劑可包括聚乙二醇。
在一些實施例中，晶種層溶液可包括第一銀貢獻組分、晶種層還原劑以及晶種層溶劑。
形成銀晶種層可包括混合矽藻之矽藻殼部分與晶種層溶液。在一些實施例中，混合可包括超音波處理。
在一些實施例中，晶種層還原劑可包括N,N-二甲基甲醯胺，第一銀貢獻組分可包括硝酸銀，且晶種層溶劑可包括水及聚乙烯吡咯啶酮中之至少一者。
形成奈米結構可包括組合矽藻之矽藻殼部分與奈米結構形成還原劑。在一些實施例中，形成奈米結構可更包含在組合矽藻之矽藻殼部分與奈米結構形成還原劑之後加熱矽藻之矽藻殼部分。舉例而言，加熱可包括加熱至約120℃至約160℃之溫度。
在一些實施例中，形成奈米結構可包含用包括奈米結構形成溶劑及第二銀貢獻組分之滴定溶液滴定矽藻之矽藻殼部分。在一些實施例中，形成奈米結構可包括在用滴定溶液滴定矽藻之矽藻殼部分之後混合。
在一些實施例中，晶種層還原劑及奈米結構形成還原劑中之至少一者可包括以下各者中之至少一者：肼、甲醛、葡萄糖、酒石酸鈉、草酸、甲酸、抗壞血酸以及乙二醇。
在一些實施例中，第一銀貢獻組分及第二銀貢獻組分中之至少一者可包括銀鹽及氧化銀中之至少一者。舉例而言，銀鹽可包含以下各者中之至少一者：硝酸銀及含氨硝酸銀、氯化銀（AgCl）、氰化銀（AgCN）、四氟硼酸銀、六氟磷酸銀以及乙基硫酸銀。
形成奈米結構可在環境中進行以減少氧化物形成。舉例而言，環境可包括在氬氣氛圍下。
在一些實施例中，晶種層溶劑及奈米結構形成溶劑中之至少一者可包括以下各者中之至少一者：丙二醇、水、甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-甲氧基-2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、1-己醇、2-己醇、3-己醇、辛醇、1-辛醇、2-辛醇、3-辛醇、四氫糠醇（tetrahydrofurfuryl alcohol；THFA）、環己醇、環戊醇、萜品醇、丁內酯；甲基乙基醚、乙醚、乙基丙基醚、聚醚、二酮、環己酮、環戊酮、環庚酮、環辛酮、丙酮、二苯甲酮、乙醯基丙酮、苯乙酮、環丙酮、異佛爾酮、甲基乙基酮、乙酸乙酯、己二酸二甲酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、戊二酸二甲酯、丁二酸二甲酯、丙三醇乙酸酯、羧酸酯、碳酸丙二酯、丙三醇、二醇、三醇、四醇、五醇、乙二醇、二乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、乙二醇醚、二醇醚乙酸酯、1,4-丁二醇、1,2-丁二醇、2,3-丁二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,8-辛二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、1,2-戊二醇、驅蚊醇、對薄荷烷-3,8-二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、四甲基脲、N-甲基吡咯啶酮、乙腈、四氫呋喃（tetrahydrofuran；THF）、二甲基甲醯胺（dimethyl formamide；DMF）、N-甲基甲醯胺（N-methyl formamide；NMF）、二甲亞碸（dimethyl sulfoxide；DMSO）、亞硫醯氯以及硫醯氯。
矽藻之矽藻殼部分可包括破裂矽藻之矽藻殼部分。矽藻之矽藻殼部分可包括完整矽藻之矽藻殼部分。在一些實施例中，矽藻之矽藻殼部分可經由矽藻之矽藻殼部分分離方法獲得。舉例而言，所述方法可包括使用降低多個矽藻之矽藻殼部分聚結之界面活性劑及使用盤式堆疊離心機中之至少一者。
於矽藻之矽藻殼部分上形成氧化鋅奈米結構之方法可包含於矽藻之矽藻殼部分之表面上形成氧化鋅晶種層。所述方法可包括於氧化鋅晶種層上形成奈米結構。
在一些實施例中，奈米結構可包括在一些實施例中，奈米結構可包括以下各者中之至少一者：奈米線、奈米板、奈米粒子之緻密陣列、奈米帶以及奈米盤。在一些實施例中，奈米結構可包括氧化鋅。
形成氧化鋅晶種層可包括加熱第一鋅貢獻組分及矽藻之矽藻殼部分。在一些實施例中，加熱第一鋅貢獻組分及矽藻之矽藻殼部分可包括加熱至約175℃至約225℃範圍內之溫度。
在一些實施例中，形成奈米結構可包括在包括第二鋅貢獻組分之奈米結構形成溶液存在下將加熱方案應用於具有氧化鋅晶種層之矽藻之矽藻殼部分。加熱方案可包括加熱至奈米結構形成溫度。舉例而言，奈米結構形成溫度可為約80℃至約100℃。在一些實施例中，加熱可持續約一至約三小時。在一些實施例中，加熱方案可包括應用循環加熱程序。舉例而言，循環加熱程序可包含將微波加熱應用於具有氧化鋅晶種層之矽藻之矽藻殼部分維持加熱持續時間且接著將微波加熱關閉維持冷卻持續時間，達到總循環加熱持續時間。在一些實施例中，加熱持續時間可為約1分鐘至約5分鐘。在一些實施例中，冷卻持續時間可為約30秒至約5分鐘。總循環加熱持續時間可為約5分鐘至約20分鐘。應用微波加熱可包含應用約480瓦特至約520瓦特之微波功率，包含約80瓦特至約120瓦特之微波功率。
在一些實施例中，第一鋅貢獻組分及第二鋅貢獻組分中之至少一者可包括以下各者中之至少一者：乙酸鋅、乙酸鋅水合物、硝酸鋅、硝酸鋅六水合物、氯化鋅、硫酸鋅以及鋅酸鈉。
在一些實施例中，奈米結構形成溶液可包含鹼。舉例而言，鹼可包括以下各者中之至少一者：氫氧化鈉、氫氧化銨、氫氧化鉀、氫氧化四甲基銨、氫氧化鋰、六亞甲基四胺、氨溶液、碳酸鈉以及乙二胺。
在一些實施例中，形成奈米結構可包括添加添加劑組分。添加劑組分可包含以下各者中之至少一者：三丁胺、三乙胺、三乙醇胺、二異丙胺、磷酸銨、1,6-己二醇、三乙基二乙醇（triethyldiethylnol）、異丙胺、環己胺、正丁胺、氯化銨、六亞甲基四胺、乙二醇、乙醇胺（ethanoamine）、聚乙烯醇、聚乙二醇、十二烷基硫酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨以及尿素。
在一些實施例中，奈米結構形成溶液及氧化鋅晶種層形成溶液中之至少一者可包括溶劑，所述溶劑包括以下各者中之至少一者：丙二醇、水、甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-甲氧基-2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、1-己醇、2-己醇、3-己醇、辛醇、1-辛醇、2-辛醇、3-辛醇、四氫糠醇（THFA）、環己醇、環戊醇、萜品醇、丁內酯；甲基乙基醚、乙醚、乙基丙基醚、聚醚、二酮、環己酮、環戊酮、環庚酮、環辛酮、丙酮、二苯甲酮、乙醯基丙酮、苯乙酮、環丙酮、異佛爾酮、甲基乙基酮、乙酸乙酯、己二酸二甲酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、戊二酸二甲酯、丁二酸二甲酯、丙三醇乙酸酯、羧酸酯、碳酸丙二酯、丙三醇、二醇、三醇、四醇、五醇、乙二醇、二乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、乙二醇醚、二醇醚乙酸酯、1,4-丁二醇、1,2-丁二醇、2,3-丁二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,8-辛二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、1,2-戊二醇、驅蚊醇、對薄荷烷-3,8-二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、四甲基脲、N-甲基吡咯啶酮、乙腈、四氫呋喃（THF）、二甲基甲醯胺（DMF）、N-甲基甲醯胺（NMF）、二甲亞碸（DMSO）、亞硫醯氯以及硫醯氯。
矽藻之矽藻殼部分可包括破裂矽藻之矽藻殼部分。矽藻之矽藻殼部分可包括完整矽藻之矽藻殼部分。在一些實施例中，矽藻之矽藻殼部分可經由矽藻之矽藻殼部分分離方法獲得。舉例而言，所述方法可包括使用降低多個矽藻之矽藻殼部分聚結之界面活性劑及使用盤式堆疊離心機中之至少一者。
於矽藻之矽藻殼部分上形成碳奈米結構之方法可包含於矽藻之矽藻殼部分之表面上形成金屬晶種層。所述方法可包含於晶種層上形成碳奈米結構。
在一些實施例中，碳奈米結構可包括碳奈米管。碳奈米管可包括單一壁碳奈米管及多壁碳奈米管中之至少一者。
在一些實施例中，形成金屬晶種層可包括噴塗矽藻之矽藻殼部分之表面。在一些實施例中，形成金屬晶種層可包括將矽藻之矽藻殼部分之表面引入至包括金屬之液體、包括金屬之氣體以及包括金屬之固體中之至少一者中。
在一些實施例中，形成碳奈米結構可包括使用化學氣相沈積（chemical vapor deposition；CVD）。形成碳奈米結構可包括在使矽藻之矽藻殼部分暴露於奈米結構形成碳氣體之後，使矽藻之矽藻殼部分暴露於奈米結構形成還原氣體。形成碳奈米結構可包括在使矽藻之矽藻殼部分暴露於奈米結構形成碳氣體之前，使矽藻之矽藻殼部分暴露於奈米結構形成還原氣體。在一些實施例中，形成碳奈米結構包括使矽藻之矽藻殼部分暴露於包括奈米結構形成還原氣體及奈米結構形成碳氣體之奈米結構形成混合氣體。奈米結構形成混合氣體可包含惰性氣體。舉例而言，惰性氣體可為氬氣。
在一些實施例中，金屬可包括以下各者中之至少一者：鎳、鐵、鈷、鈷-鉬（molibdenium）雙金屬、銅、金、銀、鉑、鈀、錳、鋁、鎂、鉻、銻、鋁-鐵-鉬（Al/Fe/Mo）、五羰基鐵（Fe(CO)5 ）、硝酸鐵(III)六水合物（Fe(NO3 )3 • 6H2 O）、氯化鈷(II)六水合物（CoCl2 • 6H2 O）、鉬酸銨四水合物（(NH4 )6 Mo7 O24 • 4H2 O）、二氯二氧化鉬(VI) MoO2 Cl2 以及氧化鋁奈米細粉。
在一些實施例中，奈米結構形成還原氣體可包括氨氣、氮氣以及氫氣中之至少一者。奈米結構形成碳氣體可包括乙炔、乙烯、乙醇、甲烷、碳氧化物以及苯中之至少一者。
在一些實施例中，形成金屬晶種層可包括形成銀晶種層。形成銀晶種層可包括於矽藻之矽藻殼部分之表面上形成銀奈米結構。
矽藻之矽藻殼部分可包括破裂矽藻之矽藻殼部分。矽藻之矽藻殼部分可包括完整矽藻之矽藻殼部分。在一些實施例中，矽藻之矽藻殼部分可經由矽藻之矽藻殼部分分離方法獲得。舉例而言，所述方法可包括使用降低多個矽藻之矽藻殼部分聚結之界面活性劑及使用盤式堆疊離心機中之至少一者。
製造銀墨水之方法可包含組合紫外光敏感性組分及多個矽藻之矽藻殼部分，於所述多個矽藻之矽藻殼部分之表面上具有銀奈米結構，所述表面包括多個孔洞。
在一些實施例中，製造銀墨水之方法可包括於多個矽藻之矽藻殼部分之表面上形成銀晶種層。在一些實施例中，所述方法可包含於晶種層上形成銀奈米結構。
多個矽藻之矽藻殼部分可包含多個破裂矽藻之矽藻殼部分。多個矽藻之矽藻殼部分可包含多個矽藻之矽藻殼薄片。
在一些實施例中，銀墨水可以固化之後厚度為約5微米至約15微米之層沈積。在一些實施例中，多個孔洞中之至少一者之直徑為約250奈米至約350奈米。在一些實施例中，銀奈米結構可包括約10奈米至約500奈米之厚度。銀墨水可包括約50重量%至約80重量%範圍內之量的矽藻之矽藻殼。
形成銀晶種層可包含於表面上在多個孔洞內形成銀晶種層以形成多個銀晶種鍍敷之孔洞。形成銀晶種層可包含於多個矽藻之矽藻殼部分之大體上所有表面上形成銀晶種層。
在一些實施例中，形成銀奈米結構可包括於多個孔洞內之表面上形成銀奈米結構以形成多個銀奈米結構鍍敷之孔洞。形成銀奈米結構可包括於多個矽藻之矽藻殼部分之大體上所有表面上形成銀奈米結構。
在一些實施例中，紫外光敏感性組分可對波長比多個孔洞之尺寸短之光學輻射敏感。紫外光敏感性組分可對波長比多個銀晶種鍍敷孔洞及多個銀奈米結構鍍敷孔洞中之至少一者之尺寸短之光學輻射敏感。
在一些實施例中，組合多個矽藻之矽藻殼部分與紫外光敏感性組分可包含組合多個矽藻之矽藻殼部分與光起始增效劑。舉例而言，光起始增效劑可包括以下各者中之至少一者：乙氧基化己二醇丙烯酸酯、丙氧基化己二醇丙烯酸酯、乙氧基化三甲基丙三丙烯酸酯、三聚氰酸三烯丙酯以及丙烯酸化胺。
在一些實施例中，組合多個矽藻之矽藻殼部分與紫外光敏感性組分可包含組合多個矽藻之矽藻殼部分與光起始劑。光起始劑可包含2-甲基-1-(4-甲硫基)苯基-2-嗎啉基-1-丙酮及異丙基硫雜蒽酮中之至少一者。
在一些實施例中，組合多個矽藻之矽藻殼部分與紫外光敏感性組分可包含組合多個矽藻之矽藻殼部分與極性乙烯系單體。舉例而言，極性乙烯系單體可包含N-乙烯基-吡咯啶酮及N-乙烯基己內醯胺中之至少一者。
製造銀墨水之方法可包括組合多個矽藻之矽藻殼部分與流變改質劑。在一些實施例中，製造銀墨水之方法可包括組合多個矽藻之矽藻殼部分與交聯劑。在一些實施例中，所述方法可包含組合多個矽藻之矽藻殼部分與助流勻劑。在一些實施例中，所述方法可包含組合多個矽藻之矽藻殼部分與黏著促進劑、潤濕劑以及降黏劑中之至少一者。
銀奈米結構可包含以下各者中之至少一者：塗層、奈米線、奈米板、奈米粒子之緻密陣列、奈米帶以及奈米盤。
在一些實施例中，形成銀晶種層可包括將循環加熱方案應用於第一銀貢獻組分及多個矽藻之矽藻殼部分。
形成銀晶種層可包括組合矽藻之矽藻殼部分與晶種層溶液。舉例而言，晶種層溶液可包括第一銀貢獻組分及晶種層還原劑。
形成銀奈米結構可包括組合矽藻之矽藻殼部分與奈米結構形成還原劑。在一些實施例中，形成銀奈米結構可包括在組合矽藻之矽藻殼部分與奈米結構形成還原劑之後加熱矽藻之矽藻殼部分。在一些實施例中，形成銀奈米結構可包括用滴定溶液滴定矽藻之矽藻殼部分，所述滴定溶液包括奈米結構形成溶劑及第二銀貢獻組分。
在一些實施例中，多個矽藻之矽藻殼部分可經由矽藻之矽藻殼部分分離方法獲得。舉例而言，所述方法可包含使用降低多個矽藻之矽藻殼部分聚結之界面活性劑及使用盤式堆疊離心機中之至少一者。
導電銀墨水可包含紫外光敏感性組分。導電墨水可包含多個矽藻之矽藻殼部分，於所述多個矽藻之矽藻殼部分之表面上具有銀奈米結構，所述表面包括多個孔洞。
多個矽藻之矽藻殼部分可包含多個破裂矽藻之矽藻殼部分。多個矽藻之矽藻殼部分可包含多個矽藻之矽藻殼薄片。
在一些實施例中，銀墨水可以厚度為約5微米至約15微米之層（例如固化之後）沈積。在一些實施例中，多個孔洞中之至少一者之直徑為約250奈米至約350奈米。在一些實施例中，銀奈米結構可包括約10奈米至約500奈米之厚度。銀墨水可包括約50重量%至約80重量%範圍內之量的矽藻之矽藻殼。
在一些實施例中，多個孔洞中之至少一者可包括具有銀奈米結構之表面。
在一些實施例中，多個孔洞中之至少一者包括具有銀晶種層之表面。在一些實施例中，多個矽藻之矽藻殼部分之大體上所有表面可包括銀奈米結構。
在一些實施例中，紫外光敏感性組分可對波長比多個孔洞之尺寸短之光學輻射敏感。
在一些實施例中，導電銀墨水可藉由紫外輻射固化。在一些實施例中，多個孔洞可具有足以使紫外輻射穿過之尺寸。導電銀墨水可以厚度為約5微米至約15微米之層（例如固化之後）沈積。
在一些實施例中，導電銀墨水可熱固化。
紫外光敏感性組分可包含光起始增效劑。舉例而言，光起始增效劑可包括以下各者中之至少一者：乙氧基化己二醇丙烯酸酯、丙氧基化己二醇丙烯酸酯、乙氧基化三甲基丙三丙烯酸酯、三聚氰酸三烯丙酯以及丙烯酸化胺。
紫外光敏感性組分可包含光起始劑。光起始劑可包含2-甲基-1-(4-甲硫基)苯基-2-嗎啉基-1-丙酮及異丙基硫雜蒽酮中之至少一者。
在一些實施例中，紫外光敏感性組分可包含極性乙烯系單體。舉例而言，極性乙烯系單體可包含N-乙烯基-吡咯啶酮及N-乙烯基己內醯胺中之至少一者。
導電銀墨水可包含以下各者中之至少一者：流變改質劑、交聯劑、助流勻劑、黏著促進劑、潤濕劑以及降黏劑。在一些實施例中，銀奈米結構可包括以下各者中之至少一者：塗層、奈米線、奈米板、奈米粒子之緻密陣列、奈米帶以及奈米盤。
製造銀薄膜之方法可包含使包括紫外光敏感性組分及多個矽藻之矽藻殼部分之混合物固化，於所述多個矽藻之矽藻殼部分之表面上具有銀奈米結構，所述表面包括多個孔洞。
在一些實施例中，製造銀薄膜之方法可包括於多個矽藻之矽藻殼部分之表面上形成銀晶種層。在一些實施例中，所述方法可包括於晶種層上形成銀奈米結構。在一些實施例中，所述方法可包含組合多個矽藻之矽藻殼部分與紫外光敏感性組分以形成銀墨水。
多個矽藻之矽藻殼部分可包括多個破裂矽藻之矽藻殼部分。多個矽藻之矽藻殼部分可包括多個矽藻之矽藻殼薄片。
在一些實施例中，銀墨水可以厚度為約5微米至約15微米之層（例如固化之後）沈積。在一些實施例中，多個孔洞中之至少一者之直徑為約250奈米至約350奈米。在一些實施例中，銀奈米結構可包括約10奈米至約500奈米之厚度。銀墨水可包括約50重量%至約80重量%範圍內之量的矽藻之矽藻殼。
形成銀晶種層可包括於表面上在多個孔洞內形成銀晶種層以形成多個銀晶種鍍敷之孔洞。形成銀晶種層可包括於多個矽藻之矽藻殼部分之大體上所有表面上形成銀晶種層。
形成銀奈米結構可包括於表面上在多個孔洞內形成銀奈米結構以形成多個銀奈米結構鍍敷之孔洞。形成銀奈米結構可包括於多個矽藻之矽藻殼部分之大體上所有表面上形成銀奈米結構。
在一些實施例中，使混合物固化可包括使混合物暴露於波長比多個孔洞之尺寸短的紫外光。在一些實施例中，使混合物固化可包括使混合物暴露於波長比多個銀晶種鍍敷之孔洞及多個銀奈米結構鍍敷之孔洞中之至少一者之尺寸短的紫外光。
在一些實施例中，使混合物固化可包括使混合物熱固化。
紫外光敏感性組分可對波長比多個孔洞之尺寸短之光學輻射敏感。在一些實施例中，紫外光敏感性組分可對波長比多個銀晶種鍍敷之孔洞及多個銀奈米結構鍍敷之孔洞中之至少一者之尺寸短之光學輻射敏感。
組合多個矽藻之矽藻殼部分與紫外光敏感性組分可包括組合多個矽藻之矽藻殼部分與光起始增效劑。舉例而言，光起始增效劑可包含以下各者中之至少一者：乙氧基化己二醇丙烯酸酯、丙氧基化己二醇丙烯酸酯、乙氧基化三甲基丙三丙烯酸酯、三聚氰酸三烯丙酯以及丙烯酸化胺。
在一些實施例中，組合多個矽藻之矽藻殼部分與紫外光敏感性組分可包括組合多個矽藻之矽藻殼部分與光起始劑。光起始劑可包含2-甲基-1-(4-甲硫基)苯基-2-嗎啉基-1-丙酮及異丙基硫雜蒽酮中之至少一者。
在一些實施例中，組合多個矽藻之矽藻殼部分與紫外光敏感性組分可包括組合多個矽藻之矽藻殼部分與極性乙烯系單體。極性乙烯系單體可包含N-乙烯基-吡咯啶酮及N-乙烯基己內醯胺中之至少一者。
製造導電銀墨水之方法可包含組合多個矽藻之矽藻殼部分與流變改質劑。在一些實施例中，製造導電銀墨水之方法可包含組合多個矽藻之矽藻殼部分與交聯劑。在一些實施例中，所述方法可包括組合多個矽藻之矽藻殼部分與助流均劑。所述方法可包含組合多個矽藻之矽藻殼部分與黏著促進劑、潤濕劑以及降黏劑中之至少一者。
在一些實施例中，銀奈米結構可包括以下各者中之至少一者：塗層、奈米線、奈米板、奈米粒子之緻密陣列、奈米帶以及奈米盤。
在一些實施例中，形成銀晶種層可包括將循環加熱方案應用於第一銀貢獻組分及多個矽藻之矽藻殼部分。
形成銀晶種層可包括組合矽藻之矽藻殼部分與晶種層溶液。舉例而言，晶種層溶液可包括第一銀貢獻組分及晶種層還原劑。
形成銀奈米結構可包括組合矽藻之矽藻殼部分與奈米結構形成還原劑。在一些實施例中，形成銀奈米結構可包括在組合矽藻之矽藻殼部分與奈米結構形成還原劑之後加熱矽藻之矽藻殼部分。在一些實施例中，形成銀奈米結構可包括用滴定溶液滴定矽藻之矽藻殼部分，所述滴定溶液包括奈米結構形成溶劑及第二銀貢獻組分。
在一些實施例中，多個矽藻之矽藻殼部分可經由矽藻之矽藻殼部分分離方法獲得。舉例而言，所述方法可包含使用降低多個矽藻之矽藻殼部分聚結之界面活性劑及使用盤式堆疊離心機中之至少一者。
導電銀薄膜可包含多個矽藻之矽藻殼部分，於所述多個矽藻之矽藻殼部分中之每一者之表面上具有銀奈米結構，所述表面包括多個孔洞。
在一些實施例中，多個矽藻之矽藻殼部分可包括多個破裂矽藻之矽藻殼部分。多個矽藻之矽藻殼部分可包含多個矽藻之矽藻殼薄片。
在一些實施例中，多個孔洞中之至少一者之直徑為約250奈米至約350奈米。在一些實施例中，銀奈米結構可包括約10奈米至約500奈米之厚度。
在一些實施例中，多個孔洞中之至少一者可包括具有銀奈米結構之表面。在一些實施例中，多個孔洞中之至少一者可包括具有銀晶種層之表面。多個矽藻之矽藻殼部分之大體上所有表面可包括銀奈米結構。
在一些實施例中，銀奈米結構可包括以下各者中之至少一者：塗層、奈米線、奈米板、奈米粒子之緻密陣列、奈米帶以及奈米盤。
在一些實施例中，導電銀薄膜可包括黏合劑樹脂。
印刷能量儲存裝置可包含第一電極、第二電極以及第一電極與第二電極之間的隔膜，其中第一電極及第二電極中之至少一者可包含多個具有含錳奈米結構之矽藻殼。
在一些實施例中，矽藻殼具有大體上均勻的特性，大體上均勻的特性包含以下各者中之至少一者：矽藻殼形狀、矽藻殼尺寸、矽藻殼孔隙度、矽藻殼機械強度、矽藻殼材料以及矽藻殼破碎程度。
在一些實施例中，含錳奈米結構可包含錳氧化物。錳氧化物可包含氧化錳(II，III)。錳氧化物可包含氧氫氧化錳（manganese oxyhydroxide）。
在一些實施例中，第一電極及第二電極中之至少一者可包含具有氧化鋅奈米結構之矽藻殼。氧化鋅奈米結構可包含奈米線及奈米板中之至少一者。
在一些實施例中，含錳奈米結構覆蓋矽藻殼之大體上所有表面。在一些實施例中，含錳奈米結構覆蓋矽藻殼之一些表面且含碳奈米結構覆蓋矽藻殼之其他表面，含錳奈米結構與含碳奈米結構穿插。
能量儲存裝置之膜可包含具有含錳奈米結構之矽藻殼。
在一些實施例中，含錳奈米結構可包含錳氧化物。錳氧化物可包含氧化錳(II，III)。錳氧化物可包含氧氫氧化錳。在一些實施例中，含錳奈米結構覆蓋矽藻殼之一些表面且含碳奈米結構覆蓋矽藻殼之其他表面，含錳奈米結構與含碳奈米結構穿插。
在一些實施例中，至少一些含錳奈米結構可為奈米纖維。在一些實施例中，至少一些含錳奈米結構具有四面體形狀。
在一些實施例中，能量儲存裝置包含鋅錳電池。
用於印刷薄膜之墨水可包含溶液，且具有含錳奈米結構之矽藻殼分散於溶液中。
在一些實施例中，含錳奈米結構可包含錳氧化物。在一些實施例中，含錳奈米結構可包含MnO2 、MnO、Mn2 O3 、MnOOH以及Mn3 O4 中之至少一者。
在一些實施例中，含錳奈米結構中之至少一些可包含奈米纖維。在一些實施例中，至少一些含錳奈米結構具有四面體形狀。
在一些實施例中，含錳奈米結構覆蓋矽藻殼之一些表面且含碳奈米結構覆蓋矽藻殼之其他表面，含錳奈米結構與含碳奈米結構穿插。
在一些實施例中，能量儲存裝置可包含具有第一組多個矽藻殼之陰極，所述第一組多個矽藻殼具有包含錳氧化物的奈米結構；及具有第二組多個矽藻殼之陽極，所述第二組多個矽藻殼具有包含氧化鋅之奈米結構。在一些實施例中，裝置可為可再充電電池。
在一些實施例中，錳氧化物包含MnO。在一些實施例中，錳氧化物包含Mn3 O4 、Mn2 O3 以及MnOOH中之至少一者。
在一些實施例中，第一組多個矽藻殼中之至少一者包含錳氧化物之質量與至少一個矽藻殼之質量的比率為約1:20至約20:1。在一些實施例中，第二組多個矽藻殼中之至少一者包含氧化鋅之質量與至少一個矽藻殼之質量的比率為約1:20至約20:1。
在一些實施例中，陽極可包含電解質鹽。電解質鹽可包含鋅鹽。
在一些實施例中，陰極及陽極中之至少一者可包含碳奈米管。在一些實施例中，陽極及陰極中之至少一者可包含導電填充劑。導電填充劑可包含石墨。
在一些實施例中，能量儲存裝置可具有陰極與陽極之間的隔膜，其中所述隔膜包含第三組多個矽藻殼。第三組多個矽藻殼可大體上不具有表面改質。
在一些實施例中，陰極、陽極及隔膜中之至少一者可包含離子液體。
在一些實施例中，第一組多個矽藻殼具有大體上不由包含錳氧化物的奈米結構堵塞之第一組多個孔，且其中第二組多個矽藻殼具有大體上不由包含氧化鋅之奈米結構堵塞之第二組多個孔。
在一些實施例中，矽藻殼可於至少一個表面上包含多個奈米結構，其中多個奈米結構包含氧化鋅，且其中多個奈米結構之質量與矽藻殼之質量的比率為約1:1至約20:1。在一些實施例中，多個奈米結構包含以下各者中之至少一者：奈米線、奈米板、緻密奈米粒子、奈米帶以及奈米盤。在一些實施例中，矽藻殼包含大體上不由多個奈米結構堵塞之多個孔。
在一些實施例中，矽藻殼可於至少一個表面上包含多個奈米結構，其中多個奈米結構包含錳氧化物，且其中多個奈米結構之質量與矽藻殼之質量的比率為約1:1至約20:1。在一些實施例中，錳氧化物包含MnO。在一些實施例中，錳氧化物包含Mn3 O4 。在一些實施例中，錳氧化物包含Mn2 O3 及MnOOH中之至少一者。在一些實施例中，多個奈米結構包含以下各者中之至少一者：奈米線、奈米板、緻密奈米粒子、奈米帶以及奈米盤。在一些實施例中，矽藻殼包含大體上不由多個奈米結構堵塞之多個孔。
在一些實施例中，能量儲存裝置之電極可包含多個矽藻殼，其中多個矽藻殼中之每一者包含形成於至少一個表面上之多個奈米結構，其中多個矽藻殼中之至少一者之多個奈米結構之質量與至少一個矽藻殼之質量的比率為約1:20至約20:1。
在一些實施例中，電極可包含碳奈米管。在一些實施例中，電極可包含導電填充劑。導電填充劑可包含石墨。在一些實施例中，電極可包含離子液體。
在一些實施例中，多個矽藻殼中之每一者包含大體上不由多個奈米結構堵塞之多個孔。
電極可為能量儲存裝置之陽極。在一些實施例中，陽極可包含電解質鹽。在一些實施例中，電解質鹽可包含鋅鹽。在一些實施例中，多個奈米結構可包含氧化鋅。在一些實施例中，多個奈米結構可包含以下各者中之至少一者：奈米線、奈米板、緻密奈米粒子、奈米帶以及奈米盤。
電極可為能量儲存裝置之陰極。在一些實施例中，多個奈米結構可包含錳氧化物。在一些實施例中，錳氧化物可包含MnO。在一些實施例中，錳氧化物可包含Mn3 O4 、Mn2 O3 以及MnOOH中之至少一者。
在一些實施例中，能量儲存裝置可包含具有第一組多個矽藻殼之陰極，所述第一組多個矽藻殼具有包含錳氧化物的奈米結構；及具有第二組多個矽藻殼之陽極，所述第二組多個矽藻殼具有包含氧化鋅之奈米結構。在一些實施例中，裝置可為可再充電電池。在一些實施例中，第一組多個矽藻殼中之至少一者包含錳氧化物之質量與至少一個矽藻殼之質量的比率為約1:20至約100:1。在一些實施例中，第二組多個矽藻殼中之至少一者包含氧化鋅之質量與至少一個矽藻殼之質量的比率為約1:20至約100:1。
在一些實施例中，矽藻殼可於至少一個表面上包含多個奈米結構，其中多個奈米結構包含氧化鋅，且其中多個奈米結構之質量與矽藻殼之質量的比率為約1:1至約100:1。
在一些實施例中，矽藻殼可於至少一個表面上包含多個奈米結構，其中多個奈米結構包含錳氧化物，且其中多個奈米結構之質量與矽藻殼之質量的比率為約1:1至約100:1。
在一些實施例中，能量儲存裝置之電極可包含多個矽藻殼，其中多個矽藻殼中之每一者包含形成於至少一個表面上之多個奈米結構，其中多個矽藻殼中之至少一者之多個奈米結構之質量與至少一個矽藻殼之質量的比率為約1:20至約100:1。
出於概述本發明及所達成之優於先前技術之優點的目的，本文描述某些目標及優點。當然，應瞭解根據任何特定實施例並不一定需要達成所有所述目標或優點。因此，舉例而言，所屬領域中具通常知識者應認識到本發明可以可達成或最佳化一種優勢或一組優勢而不必達成其他目標或優勢之方式來實施或進行。
所有這些實施例意欲在本文所揭露之本發明範疇內。這些及其他實施例對所屬領域中具通常知識者而言將自以下[實施方式]參考隨附諸圖而顯而易見，本發明不限於所揭露之任何特定實施例。
儘管下文描述了某些實施例及實例，但於本領域具有通常知識者應瞭解，本發明延伸至特定揭露之實施例及/或用途以及其顯而易見之修改及等效物之外。因此，預期本文所揭露之本發明範疇不應受以下所述任何特定實施例限制。
用以為電子裝置提供動力之能量儲存裝置一般包含電池（例如可充電電池）、電容器以及超級電容器（例如EDLC）。能量儲存裝置可包括不對稱能量儲存裝置，包含例如電池-電容器混成物。能量儲存裝置可使用印刷技術來製造，諸如網版印刷、輥對輥印刷、噴墨印刷等。印刷能量儲存裝置可有助於降低能量儲存裝置厚度，從而實現緊湊能量存儲。印刷能量儲存裝置可藉由有助於例如堆疊能量儲存裝置而實現增加之能量存儲密度。增加之能量存儲密度可有助於將印刷能量儲存裝置用於有大功率要求之應用，諸如太陽能存儲。不同於具有剛性外殼之能量儲存裝置，印刷能量儲存裝置可建構於可撓基板上，從而實現可撓能量儲存裝置。可撓能量儲存裝置可有助於製造可撓電子裝置，諸如靈活電子顯示器介質。由於降低之厚度及/或可撓結構，印刷能量儲存裝置可為以下各者提供動力：化妝品貼片、醫療診斷產品、遙感器陣列、智慧卡、智慧型包裝、智慧型服裝、問候卡等。
印刷能量儲存裝置之可靠性及耐久性可為妨礙印刷電池之使用增加之因素。印刷能量儲存裝置典型地缺乏剛性外殼，因此印刷能量儲存裝置可不耐受使用或生產中之壓縮壓力或形狀變形操作。能量儲存裝置層厚度響應於壓縮壓力或形狀變形操作之變化可不利地影響裝置可靠性。舉例而言，一些印刷能量儲存裝置包含藉由隔膜隔開之電極。隔膜厚度之偏差可歸因於電極之間的短路，諸如當隔膜可壓縮且在壓縮壓力或形狀變形操作下不能維持電極之間的間隔時。
與製造印刷能量儲存裝置相關之成本亦可為阻礙印刷能量儲存裝置用於為更寬泛為之應用提供動力之因素。使用印刷技術可靠地製造能量儲存裝置可有助於具成本效益之能量儲存裝置生產。能量儲存裝置之印刷可使裝置印刷方法能夠整合於電子裝置生產中，包含例如藉由印刷能量儲存裝置供以動力之印刷電子裝置，從而可實現進一步成本節約。然而，不當裝置結構穩固性可妨礙整個製造過程中之裝置完整性，從而降低一些印刷技術之可行性且阻礙印刷能量儲存裝置之具成本效益生產。印刷能量儲存裝置層之厚度亦可阻礙某些印刷技術用於製造過程中，例如由於裝置層厚度大於印刷技術可有效印刷之薄膜厚度。
如本文所述，舉例而言因尺寸、形狀、孔隙度及/或材料，矽藻殼可具有顯著機械強度或抗剪應力。根據本文所述之一些實施例，能量儲存裝置包含一或多個組分，例如印刷能量儲存裝置之一或多個層或膜，包括矽藻殼。包括矽藻殼之能量儲存裝置可具有機械強度及/或結構性完整性，以使得能量儲存裝置能夠耐受壓縮壓力及/或形狀變形操作，所述機械強度及/或結構性完整性可在製造或使用期間存在，不會失效，以使得裝置可靠性可增加。包括矽藻殼之能量儲存裝置可抵抗層厚度變化，從而實現維持均勻或大體上均勻的裝置層厚度。舉例而言，包括矽藻殼之隔膜可耐受壓縮壓力或形狀變形操作，從而藉由維持電極之間均勻或大體上均勻的間隔距離以抑制或阻止裝置短路而有助於改良能量儲存裝置可靠性。
包括矽藻殼之能量儲存裝置之增加的機械強度可有助於使用多種印刷技術可靠地製造能量儲存裝置，由此因製造過程之增加的產率及/或整合實現具成本效益的裝置製造，其中應用之生產過程藉由所述裝置供以動力。
能量儲存裝置可使用包括矽藻殼之墨水印刷。舉例而言，印刷能量儲存裝置之一或多個膜可包括矽藻殼。具有矽藻殼之印刷能量儲存裝置之一或多個膜可可靠地印刷於多個基板上，包含（但不限於）可撓或不可撓基板、織物、裝置、塑膠、任何種類之薄膜（諸如金屬或半導體薄膜）、任何種類之紙、其組合及/或類似者。舉例而言，適合基板可包含石墨紙石墨烯紙、聚酯薄膜（例如聚酯薄膜）、聚碳酸酯薄膜、鋁箔、銅箔、不鏽鋼箔、碳泡沫體、其組合及/或類似者。於可撓基板上製造印刷能量儲存裝置可允許可撓印刷能量儲存裝置，所述可撓印刷能量儲存裝置因某些所述印刷能量儲存裝置之可靠性增加，例如因由一或多個包括矽藻殼之層所致之穩固性增加，而可用於多種裝置及實施例。
包括矽藻殼之印刷能量儲存裝置之改良之機械強度亦可實現降低之印刷裝置層厚度。舉例而言，矽藻殼可為能量儲存裝置層提供結構支撐，從而實現結構穩固性足以耐受壓縮壓力或形狀變形操作之較薄層，由此接著可降低總體裝置厚度。印刷能量儲存裝置之降低之厚度可進一步有助於印刷裝置之能量存儲密度及/或實現印刷裝置之較寬泛用途。
包括矽藻殼之印刷能量儲存裝置可具有改良之裝置效能，例如改良之裝置效率。能量儲存裝置層之降低之厚度可實現改良之裝置效能。能量儲存裝置之效能可至少部分取決於能量儲存裝置之內部電阻。舉例而言，能量儲存裝置之效能可至少部分取決於第一電極與第二電極之間的間隔距離。對於既定可靠性量度，降低之隔膜厚度會減小第一電極與第二電極之間的距離，由此可降低內部電阻且改良能量儲存裝置之效率。能量儲存裝置之內部電阻亦可至少部分取決於第一電極與第二電極之間離子物質之遷移率。矽藻殼表面之孔隙度可實現離子物質之遷移。舉例而言，包括矽藻殼之隔膜可實現能量儲存裝置之電極之間的間隔結構上更穩固，同時有助於電極之間離子物質之遷移。矽藻殼表面孔隙度可有助於第一電極與第二電極之間移動離子物質之直達路徑，從而降低電阻及/或增加效率。降低之包括矽藻殼之電極層之厚度及電極矽藻殼之孔隙度亦可實現改良之儲存器件效能。降低之電極厚度可使離子物質向電極內活性材料之接近增強。電極中矽藻殼之孔隙度及/或導電性可有助於離子物質在電極內遷移。電極中之矽藻殼亦可藉由例如充當上面可塗覆或形成活性材料及/或包括活性材料之結構的基板實現改良之裝置效能，從而實現增加之活性材料表面積，且因此有助於離子物質向活性材料接近。
圖1為包括矽藻殼10之矽藻土之SEM影像。矽藻殼10具有一般圓柱形形狀，但一些矽藻殼破裂或形狀不同。在一些實施例中，圓柱形矽藻殼10之直徑在約3微米與約5微米之間。在一些實施例中，圓柱形矽藻殼10之長度在約10微米與約20微米之間。亦可為其他直徑及/或長度。矽藻殼10可例如因結構（例如尺寸、形狀）、材料、其組合及/或類似者而具有顯著機械強度或抗剪應力。舉例而言，矽藻殼10之機械強度可與矽藻殼10之尺寸成反比。在一些實施例中，最長軸線在約30微米至約130微米範圍內之矽藻殼10可耐受約90微牛至約730微牛之壓縮力。
圖2為包含多孔表面12之實例矽藻殼10之SEM影像。多孔表面12包含圓形或大體上環形之開口14。其他形狀之開口14亦為可能的（例如弧形、多邊形、細長形等）。在一些實施例中，矽藻殼10之多孔表面12具有均勻或大體上均勻的孔隙度，例如包含具有均勻或大體上均勻的形狀、尺寸及/或間隔之開口14（例如如圖2中所示）。在一些實施例中，矽藻殼10之多孔表面12具有不同孔隙度，例如包含具有不同形狀、尺寸及/或間隔之開口14。多個矽藻殼10之多孔表面12可具有均勻或大體上均勻的孔隙度，或不同矽藻殼10之多孔表面12之孔隙度可不同。多孔表面12可包括奈米孔隙度，包含例如微米孔隙度、介孔隙度及/或大孔隙度。
圖3為各自具有圓柱形或大體上圓柱形形狀之實例矽藻殼10之SEM影像。在不同矽藻物質中矽藻殼特徵可不同，各矽藻物質具有不同形狀、尺寸、孔隙度、材料及/或另一矽藻殼屬性之矽藻殼。可購得之矽藻土（例如來自澳大利亞堪培拉之希爾維亞山矽藻土有限公司（Mount Sylvia Diatomite Pty Ltd of Canberra, Australia）、佛羅里達州勞德代爾堡之美國科迪化學（Continental Chemical USA of Fort Lauderdale, Florida）、喬治亞州梅肯之林特國際有限責任公司（Lintech International LLC of Macon, Georgia）等）可充當矽藻殼之來源。在一些實施例中，矽藻土根據預先確定之矽藻殼特徵進行分選。舉例而言，分選可產生各包含預定特徵（諸如形狀、尺寸、材料、孔隙度、其組合及/或類似者）之矽藻殼。將矽藻殼分類可包含一種或多種分離方法，諸如過濾、篩選（例如根據矽藻殼形狀或尺寸使用分離用振動篩）、涉及渦旋軸向或離心技術（例如根據矽藻殼密度分離）之分離方法、任何其他適合固體與固體分離方法、其組合及/或類似者。亦可獲得已根據矽藻殼特徵分選之矽藻殼（例如自市售來源），以使得矽藻殼已包括均勻或大體上均勻的形狀、尺寸、材料、孔隙度、另一預先確定之矽藻殼屬性、其組合及/或類似者。舉例而言，獲自地理區域（例如某國之某區域，諸如美國（the United States）、秘魯（Peru）、澳大利亞（Australia）等；地球之某區域；等）及/或一類天然環境（例如淡水環境、鹽水環境等）之矽藻殼可包括典型地見於那一地理區域及/或環境中之物質之矽藻殼，從而提供具有均勻或大體上均勻的形狀、尺寸、材料、孔隙度、另一預先確定之矽藻殼屬性、其組合及/或類似者之矽藻殼。
在一些實施例中，分離方法可用以分選矽藻殼以使得保留僅或大體上僅完整矽藻殼。在一些實施例中，分離方法可用以移除破裂或小矽藻殼，從而產生具有某些長度及/或直徑之僅或大體上僅圓柱形之矽藻殼10（例如如圖3中所示）。移除破裂矽藻殼之分離方法可包含篩選，諸如使用篩孔尺寸經選擇以保留僅或大體上僅具有預定尺寸之矽藻殼的篩網。舉例而言，篩網之篩孔尺寸可經選擇以移除尺寸（例如長度或直徑）不超過約40微米、不超過約30微米、不超過約20微米或不超過約10微米且包含限定且包含前述值之範圍的矽藻殼。其他篩孔尺寸亦可為適合的。
在一些實施例中，移除破裂矽藻殼之分離方法包含將超音波應用於置放於流體分散液中之矽藻殼，包含例如在分散於水浴中之矽藻殼經受超音波期間超音波處理。諸如功率、頻率、持續時間及/或類似者之音波參數可至少部分地基於矽藻殼之一或多個屬性來調節。在一些實施例中，超音波處理包含使用頻率在約20千赫茲（KHz）與約100千赫茲之間，約30千赫茲與約80千赫茲之間以及約40千赫茲與約60千赫茲之間的聲波。在一些實施例中，超音波處理可使用頻率在約20千赫茲、約25千赫茲、約30千赫茲、約35千赫茲、約40千赫茲、約45千赫茲及限定且包含前述值之範圍的聲波。超音波處理步驟可具有約2分鐘與約20分鐘之間，約2分鐘與約15分鐘之間以及約5分鐘與約10分鐘之間的持續時間。在一些實施例中，超音波處理步驟可具有約2分鐘、約5分鐘、約10分鐘以及限定且包含前述值之範圍的持續時間。舉例而言，矽藻殼流體樣品可經受頻率約35千赫茲之超音波約5分鐘之持續時間。
在一些實施例中，分離方法包含沈降。舉例而言，分離方法可包含超音波處理與沈降以使得在超音波處理期間來自矽藻殼流體樣品之較重粒子可自矽藻殼流體樣品之懸浮相沈降出。在一些實施例中，自矽藻殼流體樣品沈降較重粒子之方法持續約15秒與約120秒之間，約20秒與約80秒之間，以及約30秒與約60秒之間。在一些實施例中，沈降持續不超過約120秒，不超過約60秒，不超過約45秒，不超過或約30秒。
移除破裂矽藻殼之分離方法可包含使用高速離心技術根據密度進行物理分離，包含例如超速離心步驟。舉例而言，分離方法可包含矽藻殼流體樣品之懸浮相之超速離心。諸如角速度、持續時間及/或類似者之超速離心參數可至少部分取決於懸浮相之組成（例如矽藻殼之密度）及/或所用設備之特徵。舉例而言，懸浮相可在約10,000轉/分鐘（RPM）與約40,000轉/分鐘之間、約10,000轉/分鐘與約30,000轉/分鐘之間、約10,000轉/分鐘與約20,000 RPM轉/分鐘之間以及約10,000轉/分鐘與約15,000轉/分鐘之間的角速度下超速離心。可將懸浮相超速離心持續約1分鐘與約5分鐘之間、約1分鐘與約3分鐘之間以及約1分鐘與約2分鐘之間。舉例而言，矽藻殼流體樣品之懸浮相可在約13,000轉/分鐘之角速度下超速離心約1分鐘。
圖4A及圖4B為矽藻殼分離方法20之實例步驟之流程圖。方法20可實現破裂及/或完整矽藻之矽藻殼與包括例如破裂及完整矽藻之矽藻殼之固體混合物分離。在一些實施例中，分離方法20實現大規模矽藻殼分選。
如本文所述，可有兩個用於奈米結構材料及/或奈米裝置之矽藻之矽藻殼來源：活矽藻及矽藻土。矽藻可直接獲自自然或進行培養。可在幾天內人工培養多種相同二氧化矽之矽藻殼。為將天然矽藻用於奈米結構材料及/或奈米裝置，可進行分離方法以分離矽藻與其他有機材料及/或物質。另一途徑為使用矽藻土。沈降物充足且材料成本低。
矽藻土可具有不同矽藻物質之混合物至單一矽藻物質（例如包含一些淡水沈降物）範圍內之矽藻殼。矽藻土可包括破裂及/或完整矽藻之矽藻殼加不同來源之污染物質。視應用而定，可使用僅完整矽藻之矽藻殼、僅破裂矽藻殼或兩者之混合物。舉例而言，當分離完整矽藻殼時，可使用具有一類矽藻殼之矽藻土。
在一些實施例中，分離方法包括分離完整矽藻之矽藻殼與矽藻之矽藻殼之破裂片段。在一些實施例中，分離方法包括根據常見矽藻殼特徵（例如尺寸（包含長度或直徑）、形狀及/或材料）分選完整矽藻之矽藻殼及/或根據常見矽藻殼特徵（例如尺寸（包含長度或直徑=、形狀、破碎程度及/或材料）分選一部分矽藻之矽藻殼。舉例而言，分離方法可實現提取多個矽藻之矽藻殼或一部分具有至少一個共同特徵之矽藻之矽藻殼。在一些實施例中，分離方法包括自矽藻之矽藻殼及/或一部分矽藻之矽藻殼移除具有不同化學來源之污染物質。
在生物、生態及相關地球科學研究中有時使用長時間期間保持不變之矽藻及矽藻之矽藻殼。已研發許多途徑自水或沈降物提取小矽藻殼樣品。沈降物（矽藻土）除碳酸鹽、雲母、黏土有機物以及其他沈積粒子外含有矽藻之矽藻殼（破裂及完整）。分離完整矽藻殼可包括三個主要步驟：移除有機剩餘物、移除具有不同化學來源之粒子以及移除破裂片段。移除有機物可由於漂白劑（例如過氧化氫及/或硝酸）中加熱樣品實現，及/或在較高溫度下退火。碳酸鹽、黏土以及其他可溶性非二氧化矽材料可藉由鹽酸及/或硫酸移除。為分離破裂及完整矽藻殼，可應用若干技術：篩分、沈降以及離心、重質液體離心以及分流橫向輸送薄分離細胞以及其組合。所有這些途徑之問題通常可為破裂及完整矽藻殼之聚集，所述問題可降低分離之品質，及/或可使分離方法僅適合於實驗室尺寸樣品。
按比例擴大之分離程序可使矽藻之矽藻殼用作工業奈米材料。
在一些實施例中，可用於矽藻工業規模分離之分離程序包括分離具有至少一個共同特徵之矽藻之矽藻殼部分。舉例而言，共同特徵可為完整矽藻之矽藻殼或破裂矽藻之矽藻殼。如圖4A及圖4B所示，分離方法20為實現矽藻工業規模分離之實例分離程序。在一些實施例中，實現矽藻大規模分離之分離程序諸如藉由使用界面活性劑及/或盤式堆疊離心機使矽藻殼聚結降低。在一些實施例中，使用界面活性劑可實現大規模分離。在一些實施例中，使用盤式堆疊離心機（例如乳汁分離器型離心方法）可實現大規模分離。舉例而言，使用界面活性劑分散矽藻之矽藻殼以及使用盤式堆疊離心機根據矽藻殼特徵分選矽藻殼可有助於藉由實現矽藻之矽藻殼之聚結降低而大規模分離矽藻。傳統非盤式堆疊離心機方法將致使矽藻殼沈降。丟棄清液層流體，且將沈降之矽藻殼再分散於溶劑中，其後離心機將再次致使矽藻殼沈降。將重複這一方法直至實現所需分離。盤式堆疊離心機方法可連續再分散且分離沈降之矽藻殼。舉例而言，富含完整矽藻之相可連續循環通過盤式堆疊離心機，從而愈來愈濃。在一些實施例中，盤式堆疊離心機可實現破裂矽藻之矽藻殼與完整矽藻之矽藻殼分離。在一些實施例中，盤式堆疊離心機可實現根據矽藻之矽藻殼特徵分選矽藻之矽藻殼。舉例而言，盤式堆疊離心機可實現提取具有至少一個共同特徵（例如尺寸、形狀、破碎程度及/或材料）之矽藻殼。
實現矽藻工業規模分離之分離程序，諸如圖4A及圖4B中所示之分離方法20可包含以下步驟：
1.     包括矽藻之矽藻殼及/或一部分矽藻之矽藻殼之固體混合物（例如矽藻土）之粒子可為堅硬的且可分解成較小粒子。舉例而言，可減小固體混合物之粒度以有助於分離方法20。在一些實施例中，為獲得粉末，可例如使用研缽及研杵、罐磨機、碎石機、其組合及/或類似者將矽藻土適度磨碎或磨碎。
2.     在一些實施例中，可經由篩分步驟移除矽藻土中大於矽藻之矽藻殼或一部分矽藻之矽藻殼之組分。在一些實施例中，篩分步驟在矽藻土磨碎之後進行。舉例而言，可篩分矽藻土粉末以移除粉末中大於矽藻殼之粒子。在一些實施例中，篩分可藉由將固體混合物（例如磨碎之矽藻土）分散於液體溶劑中來促進。溶劑可為水及/或其他適合液體溶劑。將固體混合物分散於溶劑中可藉由對包括固體混合物及溶劑之混合物進行音波處理來促進。有助於分散之其他方法亦為適合的。在一些實施例中，分散液包括矽藻之重量百分比在約1重量百分比至約5重量百分比、約1重量百分比至約10重量百分比、約1重量百分比至約15重量百分比、或約1重量百分比至約20重量百分比之範圍內。可降低分散液中固體混合物之濃度以有助於移除分散液中大於矽藻之粒子的篩分步驟。篩網開口視樣品中矽藻之尺寸而定。舉例而言，適合篩網可包括篩孔尺寸為約20微米、或任何實現移除固體混合物中大於矽藻之分散液粒子的其他篩孔尺寸（例如篩孔尺寸為約15微米至約25微米或約10微米至約25微米之篩網）。可使用振盪器篩網有效增加流經篩網之流量。
3.     在一些實施例中，分離方法包含自矽藻（例如矽藻之矽藻殼或一部分矽藻之矽藻殼）移除有機污染物之純化步驟。適用於移除有機污染物之方法可包括於漂白劑（例如硝酸及/或過氧化氫）中浸沒及/或加熱矽藻及/或在較高溫度下將矽藻退火。舉例而言，可於一定體積之包括約10體積百分比至約50體積百分比（例如30體積百分比）過氧化氫之溶液中加熱矽藻樣品約1分鐘至約15分鐘（例如10分鐘）。其他組成、濃度及/或持續時間可為適合的。舉例而言，所用溶液之組成、所用溶液之濃度及/或加熱持續時間可視待純化之樣品之組成（例如有機污染物及/或矽藻之類型）而定。在一些實施例中，可於溶液中加熱矽藻直至溶液停止或大體上停止鼓泡（例如指示有機污染物之移除完成或大體上完成）以有助於充分移除有機污染物。可重複於溶液中浸沒及/或加熱矽藻直至有機污染物已移除或大體上移除。
自有機污染物純化矽藻之後可用水洗滌。在一些實施例中，可用液體溶劑（例如水）洗滌矽藻。可經由包含例如離心步驟之沈降方法使矽藻與溶劑分離。適合離心技術可包含例如盤式堆疊離心機、傾析離心機、管碗式離心機、其組合及/或類似者。
4.     在一些實施例中，分離方法包含移除無機污染物之純化步驟。無機污染物可藉由混合矽藻與鹽酸及/或硫酸來移除。無機污染物可包含碳酸鹽、黏土以及其他可溶性非二氧化矽材料。舉例而言，可將矽藻之樣品與一定體積之包括約15體積百分比至約25體積百分比之鹽酸（例如約20體積百分比鹽酸）之溶液混合持續約20分鐘至約40分鐘（例如約30分鐘）。其他組成、濃度及/或持續時間可為適合的。舉例而言，所用溶液之組成、所用溶液之濃度及/或混合持續時間可視待純化之樣品之組成（例如無機污染物及/或矽藻之類型）而定。在一些實施例中，可於溶液中混合矽藻直至溶液停止或大體上停止鼓泡（例如指示無機污染物之移除完成或大體上完成）以有助於充分移除無機污染物。可重複混合矽藻與溶液直至無機污染物已移除或大體上移除。
自可溶性無機污染物純化矽藻之後可用水洗滌。在一些實施例中，可用液體溶劑（例如水）洗滌矽藻。可經由包含例如離心步驟之沈降方法使矽藻與溶劑分離。適合離心技術可包含例如盤式堆疊離心機、傾析離心機、管碗式離心機、其組合及/或類似者。
5.     在一些實施例中，分離方法包括將矽藻殼分散於界面活性劑中。界面活性劑可有助於使矽藻殼及/或一部分矽藻殼彼此分離，從而降低矽藻殼及/或一部分矽藻殼之聚結。在一些實施例中，使用添加劑降低矽藻之聚結。舉例而言，可將矽藻分散於界面活性劑及添加劑中。在一些實施例中，將矽藻分散於界面活性劑及/或添加劑中可藉由對包括矽藻、界面活性劑及/或添加劑之混合物進行音波處理來促進。
6.     在一些實施例中，破裂矽藻殼片段可藉由潤濕篩分方法提取。舉例而言，可使用過濾方法。在一些實施例中，過濾方法包括使用篩網以移除較小破裂矽藻殼片段。篩網可包括適用於移除較小破裂矽藻殼片段之篩孔尺寸（例如7微米篩網）。潤濕篩分方法可例如藉由干擾沈降物聚結而抑制或阻止小沈降物積聚於篩網之孔中及/或使小粒子穿過篩網之孔。干擾聚結可包含例如沈降於篩網之篩孔上的材料之攪拌、鼓泡、振盪、其組合及其類似方式。在一些實施例中，過濾方法可為連續穿過一系列篩網（例如具有逐漸較小之孔或篩孔尺寸）（例如具有單一輸入及輸出之機器中之多個篩網）。
7.     在一些實施例中，可使用於液體中連續離心（乳汁分離器型機器）矽藻殼。舉例而言，可使用盤式堆疊離心機。這一方法可用於根據共同特徵分離矽藻，包含（例如）進一步分離破裂矽藻殼片段與完整矽藻殼。在一些實施例中，可重複盤式堆疊離心機步驟以實現所需分離（例如破裂矽藻殼與完整矽藻殼之所需程度的分離）。
8.     如本文所述，矽藻殼可用溶劑洗滌，之後為沈降方法（例如離心）以自己溶劑提取矽藻殼。舉例而言，可在各洗滌步驟之後及/或在最終使用之前使用離心以沈降矽藻殼或一部分矽藻殼。洗滌步驟後之適用於沈降矽藻殼之離心技術可包含連續離心，包含（但不限於）盤式堆疊離心機、傾析離心機及/或管碗式離心機。
已用來自澳大利亞昆士蘭之希爾維亞山有限公司矽藻土採礦公司（ Mount Silvia Pty, Ltd. Diatomite mining company, Queensland, Australi）之淡水矽藻測試實例分離程序。樣品中之大多數矽藻殼為一類矽藻，直鏈藻屬。矽藻殼具有直徑約5微米且長度為10微米至20微米之圓柱形形狀。
實例分離程序之流程圖，圖4A及圖4B中所呈現之分離方法20僅充當實例。流程圖中提供參數之量作為說明性實例（例如僅適合於所選樣品）。舉例而言，對於不同類型之矽藻量可不同。
矽藻之表面可包含非晶形二氧化矽且可包含矽烷醇基團，所述基團帶負電。對於矽藻，電動電位量測所見之等電點通常可為大約pH2（例如與非晶形二氧化矽類似）。
在一些實施例中，界面活性劑可包括陽離子界面活性劑。適合陽離子界面活性劑可包含苯紮氯銨、溴化十六烷基三甲基銨、氯化十二烷基甲基糖力濕-10羥丙基二甲基銨、苄索氯銨、苄索氯銨、5-溴-5-硝基-1,3-二噁烷、氯化二甲基二十八烷基銨以及氫氧化四甲基銨、其混合物及/或類似者。界面活性劑可為非離子界面活性劑。適合非離子界面活性劑可包含：十六烷基醇、硬脂醇以及鯨蠟硬脂醇、油醇、聚氧乙烯二醇烷基醚、八乙二醇單十二烷基醚、葡糖苷烷基醚、癸基葡糖苷、聚氧乙烯二醇辛基酚醚、Triton X-100™、壬苯醇醚-9、月桂酸甘油酯、聚山梨醇酯、泊洛沙姆、其混合物及/或類似者。
在一些實施例中，可添加一或多種添加劑以降低聚結。適合添加劑可包含：氯化鉀、氯化銨、氫氧化銨、氫氧化鈉、其混合物及/或類似者。
矽藻殼可具有一或多個用以矽藻殼之表面的改質。在一些實施例中，矽藻殼可用作基板以於矽藻殼之一或多個表面上形成一或多個結構。圖5A展示包括結構52之實例矽藻殼50。舉例而言，矽藻殼50可具有中空圓柱形或大體上圓柱形之形狀，且於圓柱之外表面與內表面上可包括結構52。結構52可改質或影響矽藻殼50之特徵或屬性，包含例如矽藻殼50之導電性。舉例而言，電絕緣矽藻殼50可藉由於矽藻殼50之一或多個表面上形成導電結構52以導電方式製得。矽藻殼50可包含結構52，所述結構包括銀、鋁、鉭、黃銅、銅、鋰、鎂、其組合及/或類似者。在一些實施例中，矽藻殼50包含包括ZnO之結構52。在一些實施例中，矽藻殼50包含結構52，所述結構包括錳氧化物，諸如二氧化錳（MnO2 ）、氧化錳(II，III)（Mn3 O4 ）、氧化錳(II)（MnO）、氧化錳(III)（Mn2 O3 ）及/或氧氫氧化錳（MnOOH）。在一些實施例中，矽藻殼50包含包括其他含金屬化合物或氧化物之結構52。在一些實施例中，矽藻殼50包含包括半導體材料之結構52，所述半導體材料包含矽、鍺、矽鍺、砷化鎵、其組合及/或類似者。在一些實施例中，矽藻殼50於矽藻殼50之所有或大體上所有表面上包括表面改質結構52。
塗覆或形成於矽藻殼50之表面上的結構52可包括多種形狀、尺寸及/或其他屬性。矽藻殼50可包括具有均勻或大體上均勻的形狀、尺寸及/或另一結構52屬性之結構52。在一些實施例中，矽藻殼50可具有結構52，所述結構包括奈米線、奈米管、奈米片、奈米薄片、奈米球、奈米粒子、具有叢生葉形狀之結構、其組合及/或類似者。在一些實施例中，奈米結構可具有長度約0.1奈米（nm）至約1000奈米之尺寸。在一些實施例中，尺寸為奈米結構之直徑。在一些實施例中，尺寸為奈米結構之最長尺寸。在一些實施例中，尺寸為奈米結構之長度及/或寬度。矽藻殼表面上之奈米結構可有助於具有增加之表面積的材料，有利地提供具有增加之表面積的材料，可在所述材料上出現電化學反應。在一些實施例中，矽藻之矽藻殼可降低、阻止或大體上阻止製造過程中及/或藉由製造過程製成之產品中（例如使用矽藻之矽藻殼製成之電極、包括所述電極之裝置中）奈米結構聚結。奈米結構之聚結減低可有助於提供增加之電解質可接近之活性表面積（例如電極之增加之活性表面積，包括所述電極之裝置的較佳電氣效能）。在一些實施例中，矽藻之矽藻殼之表面之孔隙度可有助於電解質接近活性表面積，諸如有助於電解離子擴散至電極之活性表面（例如矽藻之矽藻殼可具有約1奈米（nm）至約500奈米之孔徑）。
在一些實施例中，矽藻殼50可藉由奈米結構52厚厚地覆蓋。在一些實施例中，奈米結構52之質量與矽藻殼50之質量的比率在約1:1與約20:1之間、在約5:1與約20:1之間，或在約1:1與約10:1之間。在塗佈之前，奈米結構52之質量較佳大於矽藻殼50之質量。奈米結構52之質量可藉由在塗佈之前及之後稱重矽藻殼50來確定，其中差值為奈米結構52之質量。
結構52可至少部分藉由組合矽藻殼50與包括所需材料之調配物來形成或沈積於矽藻殼50之表面上，以使結構52塗佈或接種於矽藻殼50之表面上。
如本文所述，矽藻殼50之表面上之結構52可包括氧化鋅，諸如氧化鋅奈米線。在一些實施例中，氧化鋅奈米線可藉由組合矽藻殼50與包括乙酸鋅二水合物（Zn(CH3 CO2 )2 ·2H2 O）及乙醇之溶液形成於矽藻殼50之表面上。舉例而言，濃度為0.005莫耳/公升（M）之乙酸鋅二水合物於乙醇中之溶液可與矽藻殼50組合以便塗佈矽藻殼50之表面。塗佈之矽藻殼50接著可風乾且用乙醇沖洗。在一些實施例中，乾燥矽藻殼50接著可進行退火（例如在約350℃之溫度下）。接著可使氧化鋅奈米線生長於矽藻殼50之塗佈表面上。在一些實施例中，使退火之矽藻殼50維持於高於室溫之溫度（例如維持於大約約95℃之溫度），以有助於形成氧化鋅奈米線。
矽藻殼50亦可包括形成於或沈積於矽藻殼50之表面上以改質矽藻殼50之特徵或屬性的材料。舉例而言，電絕緣矽藻殼50可藉由形成或塗覆導電材料於矽藻殼50之一或多個表面上以導電方式製得。矽藻殼50可包含包括銀、鋁、鉭、黃銅、銅、鋰、鎂、其組合及/或類似者之材料。在一些實施例中，矽藻殼50包含包括ZnO之材料。在一些實施例中，矽藻殼50包含包括錳氧化物的材料。在一些實施例中，矽藻殼50包含包括半導體材料之材料，所述半導體材料包含矽、鍺、矽鍺、砷化鎵、其組合及/或類似者。表面改質材料可處於矽藻殼50之外表面及/或內表面上。在一些實施例中，矽藻殼50包括矽藻殼50之所有或大體上所有表面上之表面改質材料。
材料可經由組合矽藻殼50與包含所需材料之調配物部分形成或沈積於矽藻殼50之表面上，以使材料塗佈或接種於矽藻殼50之表面上。
如本文所述，材料可沈積於矽藻殼50之表面上。在一些實施例中，材料包括導電金屬，諸如銀、鋁、鉭、銅、鋰、鎂以及黃銅。在一些實施例中，用包括銀之材料塗佈矽藻殼50之表面至少部分包含組合矽藻殼50與包括氨水（NH3 ）及硝酸銀（AgNO3 ）之溶液。在一些實施例中，溶液可為以與製備托倫斯試劑（Tollens'reagent）中通常所用之方法類似之方法製備。舉例而言，製備溶液可包括將氨水添加至硝酸銀水溶液中以形成沈澱，之後再添加氨水直至沈澱溶解。接著可使溶液與矽藻殼50組合。舉例而言，可將5毫升（mL）氨水添加至150毫升硝酸銀水溶液中，同時攪拌，以使得沈澱形成，之後再添加5毫升氨水，直至沈澱溶解。混合物接著可由組合溶液與0.5公克（g）矽藻殼50及葡萄糖水溶液（例如將4公克葡萄糖溶解於10毫升蒸餾水中）形成。接著可將混合物置放於容器中，浸沒於維持於一定溫度之浴槽中（例如維持於約70℃之溫度的溫熱水浴），以便有助於矽藻殼50之塗佈。 奈米結構生長於矽藻之矽藻殼或一部分矽藻之矽藻殼上
如本文所述，矽藻土為來自稱作矽藻之化石顯微生物體的天然存在之沈降物。所述化石微生物包括由尺寸通常在約1微米與約200微米之間的高度結構化二氧化矽製成之硬矽藻殼。不同矽藻物質具有不同3D形狀及特徵，所述不同矽藻物質來源不同。
矽藻土可包含高孔隙率、耐磨及/或耐熱之材料。由於這些特性，發現矽藻土有寬泛應用，包含過濾、液體吸收、熱分離、作為陶瓷添加劑、柔和磨料、清潔、食品添加劑、化妝品等。
矽藻之矽藻殼對奈米科技及奈米技術具有有吸引力之特徵，其具有天然存在之奈米結構：奈米孔、奈米腔及奈米突起（例如如圖1至圖3中所示）。取決於矽藻物質之矽藻殼形狀之豐度（例如超過105）為另一有吸引力之特性。製得矽藻之矽藻殼之二氧化矽可經有用物質塗佈或置換，同時保持矽藻奈米結構。矽藻奈米結構可充當許多方法及裝置之有用奈米材料：染料敏化太陽電池、藥物遞送、電致發光顯示器、鋰離子電池之陽極、氣體感測器、生物感測器等。MgO、ZrO2 、TiO2 、BaTiO3 、SiC、SiN及Si之形成可使用SiO2 之高溫氣體置換實現。
在一些實施例中，矽藻之矽藻殼可塗佈有3D奈米結構。矽藻可塗佈於內表面及/或外表面上，包含矽藻之奈米孔內。塗層可不明確保持矽藻結構。然而，塗層本身可具有奈米孔及奈米突起。所述二氧化矽矽藻殼/奈米結構複合物使用矽藻殼作為支撐物。奈米結構材料可具有密集接合在一起之小奈米粒子：奈米線、奈米球、奈米板、奈米粒子之緻密陣列、奈米盤及/或奈米帶。總體上，複合物可具有極高表面積。
包括多種材料之奈米結構可形成於矽藻殼表面上。在一些實施例中，奈米結構包括金屬材料。舉例而言，形成於矽藻殼之一或多個表面上之奈米結構可包含鋅（Zn）、鎂（Mg）、鋁（Al）、汞（Hg）、鎘（Cd）、鋰（Li）、鈉（Na）、鈣（Ca）、鐵（Fe）、鉛（Pb）、鎳（Ni）、銀（Ag）、其組合及/或類似者。在一些實施例中，奈米結構包括金屬氧化物。舉例而言，形成於矽藻殼表面上之奈米結構可包括氧化鋅（ZnO）、二氧化錳（MnO2 ）、氧化錳(II，III)（Mn3 O4 ）、氧化錳(II)（MnO）、氧化錳(III)（Mn2 O3 ）、氧化汞（HgO）、氧化鎘（CdO）、氧化銀(I，III)（AgO）、氧化銀(I)（Ag2 O）、氧化鎳（NiO）、氧化鉛(II)（PbO）、氧化鉛(II，IV)（Pb2 O3 ）、二氧化鉛（PbO2 ）、氧化釩(V)（V2 O5 ）、氧化銅（CuO）、三氧化鉬（MoO3 ）、氧化鐵(III)（Fe2 O3 ）、氧化鐵(II)（FeO）、氧化鐵(II，III)（Fe3 O4 ）、氧化銣(IV)（RuO2 ）、二氧化鈦（TiO2 ）、氧化銥(IV)（IrO2 ）、氧化鈷(II，III)（Co3 O4 ）、二氧化錫（SnO2 ）、其組合及/或類似者。在一些實施例中，奈米結構包括其他含金屬化合物，包含例如氧氫氧化錳(III)（MnOOH）、氧氫氧化鎳（NiOOH）、氧化銀鎳（AgNiO2 ）、硫化鉛(II)（PbS）、氧化銀鉛（Ag5 Pb2 O6 ）、氧化鉍(III)（Bi2 O3 ）、氧化銀鉍（AgBiO3 ）、氧化銀釩（AgV2 O5 ）、硫化銅(I)（CuS）、二硫化鐵（FeS2 ）、硫化鐵（FeS）、碘化鉛(II)（PbI2 ）、硫化鎳（Ni3 S2 ）、氯化銀（AgCl）、氧化銀鉻或鉻酸銀（Ag2 CrO4 ）、磷酸氧化銅(II)（Cu4 O(PO4 )2 ）、氧化鋰鈷（LiCoO2 ）、金屬氫化物合金（例如LaCePrNdNiCoMnAl）、磷酸鋰鐵（LiFePO4 或LFP）、過錳酸鋰（LiMn2 O4 ）、二氧化鋰錳（LiMnO2 ）、Li(NiMnCo)O2 、Li(NiCoAl)O2 、氧氫氧化鈷（CoOOH）、氮化鈦（TiN）、其組合及/或類似者。
在一些實施例中，形成於矽藻殼表面上之奈米結構可包括非金屬或有機材料。在一些實施例中，奈米結構可包括碳。舉例來說，奈米結構可包括多壁及/或單壁碳奈米管、石墨烯、石墨、碳奈米-洋蔥、其組合及/或類似者。在一些實施例中，奈米結構可包括氟碳化物（例如CFx ）、硫（S）、導電n型/p型摻雜聚合物（例如導電n型/p型摻雜聚(茀)、聚苯、聚芘、聚薁、聚萘、聚(吡咯)、聚咔唑、聚吲哚、聚氮呯、聚苯胺、聚(噻吩)、聚(3,4-亞乙二氧基噻吩)及/或聚(對苯硫醚)）、其組合及/或類似者。
形成於矽藻之矽藻殼表面上之奈米結構可包含：1）銀（Ag）奈米結構；2）氧化鋅（ZnO）奈米結構；3）碳奈米管“森林”；及/或4）含錳奈米結構。如本文所述，奈米結構形成於矽藻之矽藻殼表面中之一或多者上之矽藻之矽藻殼可用於能量儲存裝置，諸如電池及超級電容器太陽電池及/或氣體感測器。奈米結構可形成於完整矽藻殼及/或破裂矽藻殼之一或多個表面上。在一些實施例中，用於奈米結構形成方法中之矽藻殼或一部分矽藻殼可經由包括本文所述之分離步驟之分離程序（例如圖4A及圖4B中所示之分離方法20）提取。在一些實施例中，在奈米結構活性材料生長之前，可用一或多種功能化化學物質（例如矽氧烷、氟矽氧烷、蛋白質及/或界面活性劑）預處理矽藻殼。在一些實施例中，在奈米結構活性材料生長之前，矽藻殼可預塗佈有導電材料（例如金屬及/或導電碳）及/或半導體材料。舉例而言，矽藻殼可預塗佈有銀（Ag）、金（Au）、銅（Cu）、鎳（Ni）、鉑（Pt）、石墨烯、石墨、碳奈米管、矽（Si）、鍺（Ge）、含半導體合金（例如鋁-矽（AlSi）合金）、其組合及/或類似者。
在一些實施例中，奈米結構使用二步途徑生長。第一步驟一般包含將晶種生長於矽藻之矽藻殼之表面上。晶種為直接結合（例如化學結合）至矽藻之矽藻殼之表面的奈米結構，且可具有某些粒度及/或均勻性。可提供能量以產生所述結合。接種方法可在高溫下進行及/或包括可產生熱量或一些其他形成之能量增益的其他技術。
形成奈米結構之第二步驟一般包含使來自晶種之最終奈米結構生長。可在某些條件下將預塗佈有晶種之矽藻殼浸沒於初始材料之環境中。奈米結構可包含以下各者中之一或多者：奈米線、緻密奈米粒子、奈米帶、奈米盤、其組合及/或類似者。形成因素可視奈米結構之生長條件而定（例如奈米結構之形態可視於晶種層上奈米結構形成期間一或多個生長條件而定，包含例如生長溫度、加熱模式，包含奈米結構生長期間之化學添加劑、及/或其組合）。 於矽藻之矽藻殼之表面上形成Ag奈米結構之實例程序
用銀初始塗佈二氧化矽（或接種）可藉由使用微波、超音波處理、表面改質還原Ag+ 鹽及/或用還原劑還原硝酸銀（AgNO3 ）來實現。
晶種生長步驟可包含將銀鹽及還原劑溶解於溶劑（例如還原劑及溶劑可為相同物質）中以及將純化之矽藻分散於混合物中。在溶解期間及/或之後，可應用如混合、攪拌、加熱、超音波處理、微波、其組合及/或類似者之物理力。晶種層生長方法可存在不同時間量。 於矽藻之矽藻殼之表面上生長Ag晶種之實例
實例1包含以下步驟：於燒杯中混合0.234公克純化矽藻、0.1公克AgNO3 以及50毫升在60℃下熔融之PEG 600（聚乙二醇）。在一些實施例中，包括潔淨矽藻、銀貢獻組分（例如硝酸銀）以及還原劑之混合物可藉由循環加熱方案加熱。在一些實施例中，還原劑及溶劑可為相同物質。舉例而言，可加熱混合物約20分鐘至約40，每一分鐘交替約100瓦特至約500瓦特之加熱。舉例而言，包括清潔矽藻、硝酸銀以及熔融PEG之混合物藉由微波加熱約30分鐘。微波功率每一分鐘由100瓦特變至500瓦特以阻止混合物過熱。一些商業微波使得使用者在一定持續時間之後確定內含物之溫度，及/或在多個持續時間之後確定多個溫度（例如界定溫度勻變），其間微波控制功率以實現那一結果。舉例而言，微波可確定與在1分鐘內將50毫升水加熱至85℃相比，在2分鐘內將50毫升水加熱至85℃需要較低功率，且這一調節在加熱過程中可例如基於溫度感測器實現。舉例而言，微波可確定與在2分鐘內將100毫升水加熱至85℃相比，在2分鐘內將50毫升水加熱至85℃需要較低功率，且這一調節在加熱過程中可例如基於溫度感測器實現。將矽藻離心且用乙醇洗滌。晶種示於圖5B及圖5C中。
實例2包含以下步驟：於燒杯中混合物45毫升N,N-二甲基甲醯胺、0.194公克6,000重量平均分子量之聚乙烯吡咯啶酮（polyvinylpyrrolidone；PVP）、5毫升0.8毫莫耳/公升AgNO3 之水溶液及0.1公克過濾且純化之矽藻。將超音波處理器（例如13毫米直徑，20千赫茲，500瓦特）之尖端置放於混合物中且將具有混合物之燒杯置放於冰浴中。將尖端振幅設定為100%。音波處理持續30分鐘。在程序之後使用水浴音波處理用乙醇清潔矽藻兩次，且在3,000轉/分鐘下離心5分鐘。接著，重複所述方法兩次以上直至在矽藻上觀察到晶種。
圖5B展示形成於矽藻之矽藻殼60之表面上之銀晶種62在50,000倍放大倍率下之SEM影像。圖5C展示形成於矽藻之矽藻殼60之表面上之銀晶種62在250,000倍放大倍率下之SEM影像。 將銀奈米結構形成於接種銀之矽藻之矽藻殼矽藻之矽藻殼上的實例
用銀進一步塗佈接種之矽藻殼可在氬氣（Ar）氛圍下進行以抑制氧化銀形成。在一些實施例中，可將矽藻之矽藻殼部分燒結（例如加熱至約400℃至約500℃之溫度）以自可形成於矽藻之矽藻殼部分之一或多個表面上之氧化銀獲得銀，所述氧化銀包含在用銀進一步塗佈接種之矽藻之矽藻殼部分過程中形成之氧化銀。舉例而言，將矽藻之矽藻殼部分燒結可在製造導電銀墨水（例如如本文所述之紫外線可固化導電銀墨水）中所用之矽藻之矽藻殼部分上進行。在一些實施例中，燒結可在經配置以促使氧化銀還原為銀之氛圍（例如氫氣）下進行。將導電銀墨水包括之矽藻之矽藻殼部分燒結以自氧化銀獲得銀可改良導電銀墨水之導電性，例如因為銀比氧化銀更具導電性及/或因為可增加銀-銀接觸（例如與銀-氧化銀接觸及/或氧化銀-氧化銀接觸相對比）。自氧化銀獲得銀之其他方法亦可適合於替代或與燒結組合，包含例如包括化學反應之方法。
於晶種層上形成奈米結構可包含銀鹽、還原劑以及溶劑。可應用混合步驟、加熱步驟及/或滴定步驟（例如以有助於奈米結構生長方法之組分的交互作用）以於晶種層上形成奈米結構。
於晶種層上形成奈米結構之方法的實例（例如形成厚鍍銀層）包含以下方法：
將5毫升0.0375莫耳/公升之PVP（6,000重量平均分子量）水溶液置放於一個注射器中且將5毫升0.094莫耳/公升之AgNO3 水溶液置放於另一注射器中。將0.02公克接種之洗滌且乾燥之矽藻與5毫升加熱至約140℃之乙二醇混合。使用注射泵以約0.1毫升/分鐘（ml/min）之速率用銀鹽（例如AgNO3 ）及PVP溶液滴定矽藻。在滴定完成之後，攪拌混合物約30分鐘。接著使用乙醇洗滌矽藻（例如洗滌兩次），水浴音波處理且離心。
圖5D及圖5E展示銀奈米結構64已形成於矽藻之矽藻殼60之表面上之實例的SEM影像。圖5D及圖5E展示具有高表面積之厚奈米結構塗層之矽藻殼60。圖5D為矽藻殼表面在20,000倍放大倍率下之SEM影像，而圖5E展示矽藻殼表面在150,000倍放大倍率下之SEM影像。圖5L為表面上具有銀奈米結構64之矽藻之矽藻殼60在50,000倍放大倍率下之另一SEM影像。圖5L中可見矽藻之矽藻殼60之厚奈米結構塗層。
適用於Ag生長之還原劑之實例包含用於銀無電沈積之常見還原劑。一些適用於銀無電沈積之還原劑包含肼、甲醛、葡萄糖、酒石酸鈉、草酸、甲酸、抗壞血酸、乙二醇、其組合及/或類似者。
適合Ag+ 鹽及氧化物之實例包含銀鹽。最常用銀鹽可溶於水中（例如AgNO3 ）。適合銀鹽可包含AgNO3 之銨溶液（例如Ag(NH3 )2 NO3 ）。在一些實施例中，可使用任何銀(I)鹽或氧化物（例如可溶及/或不可溶於水）。舉例而言，氧化銀（Ag2 O）、氯化銀（AgCl）、氰化銀（AgCN）、四氟硼酸銀、六氟磷酸銀、乙基硫酸銀、其組合及/或類似者亦可為適合的。
適合溶劑可包含：水；醇，諸如甲醇、乙醇、N-丙醇（包含1-丙醇、2-丙醇（異丙醇或IPA）、1-甲氧基-2-丙醇）、丁醇（包含1-丁醇、2-丁醇（異丁醇））、戊醇（包含1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇）、己醇（包含1-己醇、2-己醇、3-己醇）、辛醇、N-辛醇（包含1-辛醇、2-辛醇、3-辛醇）、四氫糠醇（tetrahydrofurfuryl alcohol；THFA）、環己醇、環戊醇、萜品醇；內酯，諸如丁內酯；醚，諸如甲基乙基醚、乙醚、乙基丙基醚以及聚醚；酮，包含二酮及環酮，諸如環己酮、環戊酮、環庚酮、環辛酮、丙酮、二苯甲酮、乙醯基丙酮、苯乙酮、環丙酮、異佛爾酮、甲基乙基酮；酯，諸如乙酸乙酯、己二酸二甲酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、戊二酸二甲酯、丁二酸二甲酯、丙三醇乙酸酯、羧酸酯；碳酸酯，諸如碳酸丙二酯；多元醇（或液體多元醇）、甘油以及其他聚合多元醇或二醇，諸如丙三醇、二醇、三醇、四醇、五醇、乙二醇、二乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、二醇醚、乙二醇醚乙酸酯、1,4-丁二醇、1,2-丁二醇、2,3-丁二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,8-辛二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、1,2-戊二醇、驅蚊醇、對薄荷烷-3,8-二醇、2-甲基-2,4-戊二醇；四甲基脲、N-甲基吡咯啶酮、乙腈、四氫呋喃（THF）、二甲基甲醯胺（DMF）、N-甲基甲醯胺（NMF）、二甲亞碸（DMSO）；亞硫醯氯；硫醯氯、其組合及/或類似者。
在一些實施例中，溶劑亦可充當還原劑。 製造低成本紫外線可固化銀-矽藻導電墨水之實例方法
可熱固化銀薄片及銀奈米粒子導電墨水可獲自多個製造商，諸如漢高公司（Henkel Corp.）、普銳公司（Spraylat Corp.）、導電化合物公司（Conductive Compounds, Inc.）、杜邦公司（DuPont, Inc.）、創造性材料公司（Creative Materials Corp.）等。較不常見之產品為可由紫外（ultraviolet，UV）光固化之銀導電墨水。僅少數供應商（例如漢高公司）在其產品供應中有所述墨水。紫外線可固化銀導電墨水由於高銀負載通常可為極昂貴的，且相對於導電性，每平方公尺之成本高。導電性可為以相同濕膜厚度塗覆之熱固化銀導電墨水之1/10至1/5倍。
顯然需要與目前可獲得之紫外線可固化墨水相比具有至少相同或更佳之導電性之低成本紫外線可固化銀。一些紫外線可固化銀可能未充分利用墨水中存在之一定體積之銀，因此需要研發與當前紫外線可固化銀墨水相比具有類似或更佳導電性及/或可固化性但使用較少銀之銀墨水。
研發紫外線可固化銀之難點可歸因於銀之紫外線吸收特性。在熱固化銀墨水中，可使用具有高縱橫比之銀薄片，藉由使薄片間接觸面積最大而產生最高導電性。若將此類銀薄片與適用於導電墨水之紫外線可固化樹脂系統混合，使用印刷或其他塗佈方法塗覆於表面，且接著暴露於紫外光，則在紫外光可經潤濕銀墨水層散射之前，大部分紫外光可由銀吸收。紫外線經銀薄片吸收可阻礙或阻止紫外光起始之聚合反應在潤濕墨水薄膜中發生（例如阻礙或阻止潤濕墨水之紫外光起始之聚合反應超過一定深度）。減少墨水薄膜之聚合反應例如因銀墨水層之最底部部分未固化且潤濕而可能產生無法黏著於基板之銀墨水之不完全固化層。紫外線可固化銀墨水中可使用較低縱橫比之銀粒子以藉由增加可能經塗覆之銀墨水層光散射之路徑的數目而在整個所塗覆之銀墨水層中實現適合固化。低縱橫比粒子具有降低之表面積，相對於使用高縱橫比薄片時可能出現之情形，此可能降低薄片間接觸面積，且又可能降低固化薄膜之導電性。若此固化問題可得以解決，則銀墨水中可使用具有較高導電性之較大縱橫比銀薄片，其可改良所得銀薄膜之導電性及/或降低用以獲得高導電性之銀量。
在一些實施例中，非導電基板（例如矽藻之矽藻殼部分，諸如矽藻之矽藻殼薄片）可用銀鍍敷。紫外光可穿過矽藻之矽藻殼薄片本體之一或多個表面上之孔洞。在銀墨水中使用鍍敷銀之矽藻薄片可有助於固化銀墨水，從而實現在銀墨水中使用高縱橫比薄片。在一些實施例中，包括鍍敷銀之矽藻之矽藻殼的銀墨水可實現固化銀墨水之增加之導電性，同時降低所述之成本。
在一些實施例中，可將銀墨水中所用之一部分矽藻之矽藻殼（例如破裂矽藻之矽藻殼）純化且與完整矽藻粒子分離，且一部分矽藻之矽藻殼之一或多個表面可例如根據本文所述之方法無電塗佈有銀。
矽藻表面即使當塗佈有銀時，仍可穿孔規則空穴或開口圖案（例如包含直徑大致300奈米之空穴）。開口可足夠大以允許紫外線波長散射穿過塗佈銀之矽藻粒子。塗佈有銀之破裂矽藻可包括呈高縱橫比穿孔薄片形式之碎片。圖5F展示塗佈有Ag奈米結構（例如銀奈米結構64）之破裂矽藻之矽藻殼片（例如矽藻之矽藻殼薄片60A）之SEM影像。
在一些實施例中，塗佈銀之穿孔矽藻薄片可用於製造紫外線-銀墨水，所述墨水在使用適當厚度之墨水（例如厚度為約5微米至約15微米之銀墨水）時可發生固化，但傳導性粒子具有高縱橫比且因此具有大表面積。大表面積矽藻殼薄片可藉由增加薄片間電觸點之數目產生極佳薄片間導電性，從而產生大體上僅使用實現所需薄片導電性所需之量的銀之高導電墨水，其餘體積溶解便宜矽藻填充材料及紫外線黏合劑樹脂。
銀奈米結構可覆蓋矽藻殼之大體上所有表面，包含矽藻殼孔洞之內表面，但不會阻塞孔洞（例如孔洞之一或多個表面及矽藻殼表面可鍍敷有銀奈米結構及/或銀晶種層）。塗佈Ag之矽藻薄片之孔洞可使紫外線輻射穿過矽藻薄片，從而有助於固化至塗覆銀之墨水薄膜內深的深度，同時使電流直接由所述之一側穿過孔洞傳導至另一側。穿過薄片之傳導途徑之長度的減小可降低由銀墨水製成之固化薄膜的總電阻。
實例紫外光誘導之可聚合墨水調配物可包含來自以下清單之組分。在一些實施例中，具有矽藻之矽藻殼薄片之銀墨水可由組合列於下文中之組分製成，包含例如組合一或多個表面上形成有銀奈米結構之多個矽藻殼部分（例如矽藻殼薄片）與一或多種列於下文中之其他銀墨水組分。銀薄膜可由用紫外光源固化銀墨水製成。
1）矽藻，鍍敷（例如其上形成有奈米結構）厚度約10奈米與約500奈米之間的Ag塗層之多種物質中之任一者。Ag塗層之厚度可視矽藻孔洞之孔徑而定。調配物中之比率可在約50重量%與約80重量%與之間。片段可加以使用之實例矽藻物質為直鏈藻屬1。
2）對銀具有良好親和力之極性乙烯系單體，諸如N-乙烯基-吡咯啶酮或N-乙烯基己內醯胺。
3）具有良好伸長特性之丙烯酸酯寡聚物，作為流變改質劑且用以在固化薄膜中改良可撓性。
4）一或多種雙官能或三官能丙烯酸酯單體或寡聚物，作為交聯劑經由增加之交聯產生更堅韌更耐溶劑之固化薄膜。可選擇這些材料充當光起始增效劑，其可改良表面固化。實例可包含乙氧基化或丙氧基化己二醇丙烯酸酯，諸如沙多瑪（Sartomer）CD560®；乙氧基化三甲基丙烷三丙烯酸酯，可例如以產品碼SR454®獲自沙多瑪；或三聚氰酸三烯丙酯，可例如以產品碼SR507A®獲自沙多瑪。丙烯酸化胺增效劑可為一種選擇，且實例可包含沙多瑪CN371®及沙多瑪CN373®。
5）減少鼓泡且改良潤濕墨水品質之丙烯酸酯類助流勻劑（例如適合助流勻劑可包含Modaflow 2100®、Modaflow 9200®）。改良之潤濕墨水品質又可改良固化之銀墨水薄膜的品質。
6）一或多種適用於裝載顏料之墨水系統的光起始劑。在一些實施例中，光起始劑中之至少一者對接近或小於鍍敷銀之矽藻薄片之平均孔徑的波長敏感，以使得紫外線光子可穿過孔以起始薄片下方之聚合反應及/或散射穿過另一鍍敷銀之矽藻薄片中之孔洞以甚至更深滲透至未固化薄膜中以起始那裏的聚合反應。光起始劑之實例可包含汽巴（Ciba）之Irgacure 907®及異丙基硫雜蒽酮（ITX，以商標Speedcure ITX®獲自英國之蘭姆森（Lambson, UK））。
7）視情況存在之促進黏著之丙烯酸酯（例如丙烯酸2-羧基乙酯）。
8）降低表面張力且改良薄片潤濕的視情況存在之潤濕劑（例如杜邦之Capstone FS-30®及杜邦之Capstone FS-31®）。
9）抑制藉由存在銀金屬觸發之提前聚合反應的視情況存在之紫外線穩定劑（例如對苯二酚及甲基乙基對苯二酚（methyl ethyl hydroquinone；MEHQ））。
10）用於降低黏度以有助於將銀墨水調配物用於高速塗佈方法中的視情況存在之低沸點溶劑，所述高速塗佈方法包含諸如柔版印刷、凹版印刷、其組合及/或類似者之方法。
在一些實施例中，包括矽藻之矽藻殼部分之銀墨水可熱固化。在一些實施例中，銀墨水可暴露於熱源。舉例而言，可將銀墨水加熱以有助於銀墨水之聚合物組分之間的聚合反應。在一些實施例中，銀墨水之熱固化可有助於移除溶劑組分。舉例而言，可將銀墨水暴露於熱源以使銀墨水之溫度升高至高於銀墨水溶劑組分之沸點，從而有助於移除溶劑組分。 於矽藻之矽藻殼之表面上形成氧化鋅（ZnO）奈米結構之實例方法
一般而言，基板上之ZnO晶種可使用將膠態ZnO噴霧或旋轉塗佈或將熱分解鋅鹽溶液來沈積。舉例而言，乙酸鋅前驅物熱量分解可得到良好垂直對準之ZnO奈米線。
自晶種生長ZnO奈米結構可藉由用鹼性溶液水解Zn鹽來實現。所述方法可在室溫下或在較高溫度下進行。微波加熱可顯著地促進奈米結構生長。視生長參數而定，觀察到不同奈米結構（例如奈米結構之形態可視於晶種層上形成奈米結構期間之一或多種生長條件而定，包含（例如）生長溫度、加熱模式、在奈米結構生長期間包含化學添加劑及/或其組合）。舉例而言，可使用化學添加劑以實現所需奈米結構形態。亦可摻雜ZnO奈米結構以控制其半導電特性。 於矽藻之矽藻殼之表面上生長ZnO晶種之實例方法
1.     構築ZnO晶種可藉由將0.1公克純化矽藻及10毫升0.005莫耳/公升之乙酸鋅（Zn(CH3 COO)2 ）（例如鋅貢獻組分）於乙醇中之混合物加熱至約200℃（例如包含約175℃至約225℃）直至乾燥來實現。接種ZnO之矽藻殼表面各在100,000倍放大倍率下之SEM影像示於圖5G及圖5H中。圖5G及圖5H展示包括形成於矽藻殼70之表面上之ZnO的晶種72之SEM影像。圖5G展示具有包括氧化鋅之晶種72之矽藻殼表面在100,000倍放大倍率下之SEM影像。圖5H展示具有包括氧化鋅之晶種72之矽藻殼表面在100,000倍放大倍率下之SEM影像。
在一些實施例中，用ZnO接種矽藻殼表面之方法包括形成包括以下組成之混合物：約2種重量%至約5重量%之矽藻殼、約0.1重量%至約0.5重量%之鋅鹽（例如Zn(CH3 COO)2 ）及約94.5重量%至約97.9重量%之醇（例如乙醇）。在一些實施例中，於矽藻殼表面上形成ZnO晶種包括加熱混合物。可將混合物加熱至所需溫度維持一段時間以有助於於矽藻殼之表面上形成ZnO晶種且自混合物移除液體。可使用能夠將混合物加熱至所需溫度維持所需時段之許多加熱設備（諸如加熱板）進行加熱。在一些實施例中，可將混合物加熱至大於約80℃之溫度以有助於於矽藻殼表面上形成ZnO晶種且將接種ZnO之矽藻殼乾燥。在一些實施例中，在真空烘箱中將加熱之混合物進一步加熱以有助於進一步移除液體。舉例而言，可在真空烘箱中在約1毫巴（mbar）之壓力下及在約50℃至約100℃之溫度下加熱混合物。
在一些實施例中，乾燥之矽藻殼可經受退火過程。在一些實施例中，退火過程可經配置以例如藉由有助於鋅鹽分解以形成ZnO而有助於所需ZnO形成。在一些實施例中，退火過程之條件可經配置以諸如藉由自矽藻殼蒸發任何剩餘液體實現將矽藻殼進一步乾燥。在一些實施例中，退火過程可包括於惰性氛圍中在約200℃至約500℃之溫度下加熱乾燥之矽藻殼。在一些實施例中，退火過程可包含於包括氬氣（Ar）及/或氮氣（N2 ）之氛圍中加熱。 於矽藻之矽藻殼之接種ZnO之表面上生長ZnO奈米結構之實例方法
2.     如本文所述，ZnO奈米結構可生長於形成於矽藻殼表面上之ZnO晶種上。在一些實施例中，ZnO奈米結構生長可在0.1公克接種之矽藻殼與10毫升0.025莫耳/公升之ZnNO3 （例如鋅貢獻組分）以及0.025莫耳/公升之六亞甲基四胺溶液（例如鹼性溶液）於水中之混合物中進行。於攪拌盤上或藉由使用維持約10分鐘（例如包含約5分鐘至約30分鐘之持續時間）之循環加熱程序（例如微波加熱）將混合物可加熱至約90℃（例如包含約80℃至約100℃）維持兩小時（例如包含約一小時至約三小時），在所述循環加熱程序中樣品藉由約500瓦特之功率（例如包含約480瓦特至約520瓦特）加熱約2分鐘（例如包含約30秒至約5分鐘、約1分鐘至約5分鐘、約5分鐘至約20分鐘）且接著可關閉加熱約1分鐘（例如包含約30秒至約5分鐘），之後在500瓦特下重複所述加熱。使用上述方法得到之矽藻殼70之內表面及外表面上之所得奈米線74示於圖5I及圖5J中。圖5I展示形成於矽藻之矽藻殼70之內表面與外表面上之ZnO奈米線74在50,000倍放大倍率下之SEM影像。在一些實施例中，ZnO奈米線74可形成於矽藻之矽藻殼70之內部之一部分表面上。舉例而言，ZnO奈米線74可形成於矽藻之矽藻殼70之內部之所有或大體上所有表面上。ZnO奈米線74可形成於矽藻之矽藻殼70之所有或基本上所有內表面及外表面上。本申請案之圖式提供奈米結構（例如ZnO奈米線）可生長於矽藻之矽藻殼上之證明，包含奈米結構（例如ZnO奈米線）生長於矽藻之矽藻殼之內部上。用ZnO奈米結構塗佈矽藻之矽藻殼之所有或基本上所有側邊可提供包括經ZnO奈米結構塗佈之矽藻之矽藻殼的材料（例如墨水或自其印刷之層）之增加之導電性（例如增加之塊體導電性及/或薄片導電性），例如相比於包括僅形成於基板外部上之ZnO奈米結構之材料（例如墨水或自其印刷之層）。圖5J展示形成於矽藻之矽藻殼70之表面上之ZnO奈米線74在25,000倍放大倍率下之SEM影像。圖5M及圖5N為一或多個表面上具有ZnO奈米線74之矽藻之矽藻殼70之其他SEM影像。圖5M為矽藻之矽藻殼70在10,000倍放大倍率下之SEM影像。圖5N為矽藻之矽藻殼70在100,000倍放大倍率下之SEM影像。ZnO奈米線74之多面、多邊形橫截面及棒狀結構及其與矽藻殼70之表面的連接可更明顯地見於圖5N中。當在微波中在100瓦特下進行加熱（例如包含約80瓦特至約120瓦特；且在約2分鐘打開，接著約1分鐘關閉，且重複總計約10 min持續時間）時，奈米板76可形成於矽藻殼70之表面上（例如如圖5K中所示）。
在一些實施例中，於用ZnO接種之矽藻殼之一或多個表面上形成ZnO奈米結構之方法包括形成包括以下組成之混合物：約1重量%至約5重量%之接種之矽藻殼、約6重量%至約10重量%之鋅鹽（例如Zn(NO3 )2 ）、約1重量%至約2重量%之鹼（例如氫氧化銨（NH4 OH)）、約1重量%至約5重量%之添加劑（例如六亞甲基四胺（HMTA））及約78重量%至約91重量%之純化水。在一些實施例中，形成ZnO奈米結構包括加熱混合物。可使用微波加熱混合物。舉例而言，混合物可在微波裝置中加熱至約100℃至約250℃之溫度維持約30分鐘（min）至約60分鐘（例如在Monowave 300中進行較小規模合成，諸如對於混合物約10毫升至約30毫升，或在Masterwave BTR中進行較大規模合成，諸如對於約1公升（L）混合物，兩裝置可購自安東帕有限公司（Anton Paar® GmbH））。在一些實施例中，可攪拌混合物，同時藉由微波加熱。舉例而言，在加熱期間可藉由電磁攪拌器在約200轉/分鐘（RPM）至約1000轉/分鐘下攪拌混合物。使用微波加熱可有利地有助於降低加熱持續時間，從而提供更有效製造方法。
在一些實施例中，包括上面形成之ZnO奈米結構之矽藻殼包括約5重量%至約95重量%之ZnO，包含約10重量%至約95重量%、約20重量%至約95重量%、約30重量%至約95重量%、約40重量%至約95重量%、或約50重量%至約95重量%，剩餘物質為矽藻殼。在一些實施例中，包括上面形成之ZnO奈米結構之矽藻殼包括約5重量%至約95重量%之矽藻殼，剩餘物質為ZnO。在一些實施例中，包括上面形成之ZnO奈米結構之矽藻殼包括約40重量%至約50重量%之矽藻殼，剩餘物質為ZnO。在一些實施例中，包括上面形成之ZnO奈米結構之矽藻殼包括約50重量%至約60重量%之ZnO，剩餘物質為ZnO。在一些實施例中，ZnO之質量比矽藻殼之質量可為約1:20至約20:1，包含約1:15至約20:1、約1:10至約20:1、約1:1至約20:1、約2:1至約10:1、或約2:1至約9:1。在塗佈之前，ZnO奈米結構之質量較佳大於矽藻殼之質量。在一些實施例中，ZnO奈米結構之質量比矽藻殼之質量可為大於約1:1、約10:1或約20:1。在某些所述實施例中，上限可基於例如矽藻殼之孔的開放性（例如ZnO奈米結構不會完全堵塞孔）。
在一些實施例中，ZnO之質量比矽藻殼之質量可為約1:20至約100:1，包含約1:1至約100:1、約10:1至約100:1、約20:1至約100:1、約40:1至約100:1、約60:1至約100:1、或約80:1至約100:1。在一些實施例中，ZnO奈米結構之質量比矽藻殼之質量可為大於約30:1、約40:1、約50:1、約60:1、約70:1、約80:1或約90:1。在一些實施例中，可選擇ZnO奈米結構之質量比矽藻殼之質量，得到所需裝置效能。
在一些實施例中，矽藻殼之孔可由奈米結構堵塞。舉例而言，ZnO奈米結構可形成於矽藻殼之表面上，包含矽藻殼之孔內的表面，以使得ZnO奈米結構可堵塞或大體上堵塞矽藻殼之孔中之一些或全部。
ZnO奈米結構之質量可藉由在塗佈之前及之後稱重矽藻殼來確定，其中差值為ZnO奈米結構之質量。在一些實施例中，可選擇形成ZnO奈米結構之混合物之組成以使得可形成包括所需ZnO重量%之ZnO覆蓋之矽藻殼。在一些實施例中，矽藻殼表面上ZnO之重量%可根據相對能量儲存裝置電極上電極活性材料之所需質量進行選擇。舉例而言，形成ZnO奈米結構之混合物之組成可根據相對能量存儲電極中錳氧化物之質量進行選擇，諸如MnO、Mn2 O3 、Mn3 O4 以及MnOOH中之一或多者之質量。舉例而言，根據化學計算量計算，能量儲存裝置電極中Mn2 O3 之質量可為相對電極中ZnO之至少約2.5倍。
參見圖5O，展示上面形成ZnO奈米結構之多個矽藻殼70在500,000倍放大倍率下之SEM影像。覆蓋ZnO奈米結構之矽藻殼70首先使用基本上由約2重量%至約5重量%之矽藻殼、約0.1重量%至約0.5重量%之Zn(CH3 COO)2 以及約94.5重量%至約97.9重量%之乙醇組成之混合物由ZnO接種。將形成接種ZnO之矽藻殼之混合物加熱至大於約80℃之溫度一定持續，以形成接種ZnO之矽藻殼且實現對接種ZnO之矽藻殼進行所需乾燥。隨後，ZnO奈米結構使用混合物形成於接種ZnO之矽藻殼上，所述混合物基本上由以下各者組成：約1重量%至約5重量%之接種ZnO之矽藻殼、約6重量%至約10重量%之Zn(NO3 )2 、約1重量%至約2重量%氫氧化銨（NH4 OH）、約1重量%至約5重量%之六亞甲基四胺（HMTA）以及約78重量%至約91重量%之純化水。使用微波將混合物加熱至約100℃至約250℃之溫度維持約30分鐘（min）至約60分鐘。以有助於形成ZnO奈米結構且對矽藻殼進行乾燥。如圖5O中所示，出乎意料地，上面形成有ZnO奈米結構之多個矽藻殼70確實不或大體上確實不聚結。各矽藻殼70藉由ZnO奈米結構個別覆蓋或大體上覆蓋。圖5O中所示之上面形成有ZnO奈米結構之矽藻殼70中之每一者包括約50重量%至約60重量%之ZnO。圖5P展示上面形成有ZnO奈米結構之個別矽藻殼70在5,000倍放大倍率下之SEM影像。圖5P之矽藻殼70上之ZnO奈米結構使用參見圖5O所述之方法形成。如圖5P中所示，矽藻殼70藉由ZnO奈米薄片78覆蓋。如圖5P中所示，包括形成於上面之ZnO奈米薄片78之矽藻殼70為多孔的。舉例而言，ZnO奈米薄片78不會堵塞矽藻殼70之孔，有利地有助於將電解質輸送穿過包括上面形成有ZnO奈米薄片78之矽藻殼70之電極。
可用於ZnO接種與奈米結構生長之適合Zn鹽之實例包含：乙酸鋅水合物、硝酸鋅六水合物、氯化鋅、硫酸鋅、鋅酸鈉、其組合及/或類似者。
適用於ZnO奈米結構生長之鹼之實例可包含：氫氧化鈉、氫氧化銨、氫氧化鉀、氫氧化四甲基銨、氫氧化鋰、六亞甲基四胺、氨溶液、碳酸鈉、乙二胺、其組合及/或類似者。
適用於形成ZnO奈米結構之溶劑的實例包含一或多種醇。本文中描述為適用於Ag奈米結構生長之溶劑亦可適用於ZnO奈米結構形成。
可用於奈米結構形態控制之添加劑之實例可包含三丁胺、三乙胺、三乙醇胺、二異丙胺、磷酸銨、1,6-己二醇、三乙基二乙醇、異丙胺、環己胺、正丁胺、氯化銨、六亞甲基四胺、乙二醇、乙醇胺、聚乙烯醇、聚乙二醇、十二烷基硫酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨、尿素、其組合及/或類似者。 於矽藻之矽藻殼之表面上形成碳奈米管之實例程序
碳奈米管（例如多壁及/或單壁）可藉由化學氣相沈積技術及其變化形式生長於矽藻表面（例如內部及/或外部）上。在這一技術中，矽藻首先塗佈有催化劑晶種且接著引入氣體之混合物。氣體中之一者可為還原氣體且另一氣體可為碳來源。在一些實施例中，可使用氣體之混合物。在一些實施例中，可包括惰性氣體用於濃度控制（例如氬氣）。氬氣亦可用於載運液體含碳材料（例如乙醇）。形成碳奈米管之晶種可藉由如噴塗之所述技術沈積為金屬，及/或自液體、氣體及/或固體引入，且隨後在高溫下藉由墊解還原。含碳氣體之還原可在較高溫度下發生，例如在約600℃至約1100℃之範圍內。
晶種塗佈方法與氣體反應可因奈米孔隙度而於矽藻殼表面上實現。已研發用於碳奈米管「森林」於不同基板上生長之技術，所述基板包含矽、氧化鋁、氧化鎂、石英、石墨、碳化矽、沸石、金屬以及二氧化矽。
適用於催化劑晶種生長之金屬化合物之實例可包含鎳、鐵、鈷、鈷-鉬雙金屬粒子、銅（Cu）、金（Au）、Ag、鉑（Pt）、鈀（Pd）、錳（Mn）、鋁（Al）、鎂（Mg）、鉻（Cr）、銻（Sn）、鋁-鐵-鉬（Al/Fe/Mo）、五羰基鐵（Fe(CO)5 ）、硝酸鐵(III)六水合物（Fe(NO3 )3 • 6H2 O）、氯化鈷(II)六水合物（CoCl2 • 6H2 O）、鉬酸銨四水合物（(NH4 )6 Mo7 O24 • 4H2 O）、鉬酸銨四水合物（(NH4 )6 Mo7 O24 • 4H2 O）（MoO2 Cl2 ）、氧化鋁奈米細粉、其混合物及/或類似者。
適合還原氣體之實例可包含氨氣、氮氣、氫氣、其混合物及/或類似者。
可充當碳來源（例如含碳氣體）之適合氣體之實例可包含乙炔、乙烯、乙醇、甲烷、碳氧化物、苯、其混合物及/或類似者。 於矽藻之矽藻殼之表面上形成含錳奈米結構之實例方法
在一些實施例中，含錳奈米結構可形成於矽藻殼之一或多個表面上。在一些實施例中，錳氧化物可形成於矽藻殼之一或多個表面上。在一些實施例中，包括具有式Mnx Oy 之錳氧化物的奈米結構可形成於矽藻殼之一或多個表面上，其中x為約1至約3且其中y為約1至約4。舉例而言，包括二氧化錳（MnO2 ）、氧化錳(II，III)（Mn3 O4 ）、氧化錳(II)（MnO）及/或氧化錳(III)（Mn2 O3 ）之奈米結構可形成於矽藻殼之一或多個表面上。在一些實施例中，包括氧氫氧化錳（MnOOH）之奈米結構可形成於矽藻殼之一或多個表面上。在一些實施例中，能量儲存裝置之膜可包含具有含錳奈米結構之矽藻殼。在一些實施例中，印刷能量儲存裝置（例如電池、電容器、超級電容器及/或燃料電池）可包含一或多個具有多個包括含錳奈米結構之矽藻殼之電極。在一些實施例中，用於印刷膜之墨水可包括在其中分散包括含錳奈米結構之矽藻殼的溶液。
在一些實施例中，電池之一或多個電極可包含在一或多個表面上包括含錳奈米結構之矽藻殼（例如鋅-錳電池之電極）。充電電池可包含第一電極，包含包括包括二氧化錳（MnO2 ）之奈米結構之矽藻殼，及第二電極，包括鋅（例如包括鋅塗層之矽藻殼）。在一些實施例中，所述第二電極可包括其他材料。非荷電電池可包含第一電極，包含包括奈米結構之矽藻殼，所述奈米結構包括氧化錳(II,III)（Mn3 O4 ）、氧化錳(II)（MnO）、氧化錳(III)（Mn2 O3 ）及/或氧氫氧化錳（MnOOH），及第二電極，包含氧化鋅（ZnO）（例如包括有包括氧化鋅之奈米結構的矽藻殼）。在一些實施例中，非荷電電池之第二電極可包括其他材料。在一些實施例中，充電電池可包含第一電極，包含上面形成有氧化錳(II,III)（Mn3 O4 ）、氧化錳(II)（MnO）、氧化錳(III)（Mn2 O3 ）及/或氧氫氧化錳（MnOOH）奈米結構之矽藻殼，及第二相對電極，包括形成於上面之ZnO奈米結構。在一些實施例中，電池可為可再充電電池。
在矽藻之矽藻殼部分上形成含錳奈米結構之方法可包含將矽藻殼添加至氧化之乙酸錳溶液中，且加熱矽藻殼及氧化之乙酸錳溶液。提供於矽藻殼之一或多個表面上形成Mn3 O4 之方法的實例。舉例而言，純水（例如可購自馬薩諸塞州比勒利卡之EMD密理博公司（EMD Millipore Corporation, Billerica, MA）之純水）可用氧氣（O2 ）鼓泡持續約10分鐘（min）到約60 min（例如O2 吹掃）以形成含氧水。乙酸錳(II)（Mn(CH3 COO)2 ）可接著以約0.05莫耳/公升（M）到約1.2莫耳/公升之濃度溶解於含氧水中以形成氧化之乙酸錳溶液。
可將矽藻殼添加至氧化之乙酸錳溶液中。添加至氧化之乙酸錳溶液中之矽藻殼可在矽藻殼表面上不具有任何先前形成之奈米結構及/或塗層。在一些實施例中，添加至氧化之乙酸錳溶液中之矽藻殼可於矽藻殼表面上具有一或多個奈米結構及/或塗層。在一些實施例中，添加至氧化之乙酸錳溶液中之矽藻殼可於矽藻殼表面之至少一些部分上具有一或多個奈米結構及/或塗層。舉例而言，矽藻殼可於一部分矽藻殼表面上具有含碳奈米結構，以使得根據如本文所述之一或多種方法形成之含錳奈米結構可穿插在含碳奈米結構之中。在一些實施例中，含碳奈米結構可包含還原之氧化石墨烯、碳奈米管（例如單壁及/或多壁）及/或碳奈米-洋蔥。含碳奈米結構可根據如本文所述之一或多種方法或其他方法形成於矽藻殼表面上。
在一些實施例中，可將矽藻殼添加至氧化之乙酸錳溶液中，以使得溶液包括約0.01重量%至約1重量%之矽藻殼。在一些實施例中，其他Mn2+ 鹽可為適合的。在一些實施例中，其他氧化劑（例如過氧化物）可為適合的。
在一些實施例中，可使用熱技術及/或微波技術進行含錳奈米結構之生長。在一些實施例中，當使用熱方法時，奈米結構之所要生長可涉及較長持續時間。舉例而言，熱技術可包含在奈米結構生長方法中使用加熱。生長奈米結構之熱方法的實例可包含於氧化之乙酸錳溶液中混合（例如藉由使用許多適合技術）攪拌矽藻殼持續約15小時至約40小時（例如約24小時），同時將維持於約50攝氏度（℃）至約90℃（例如約60℃）之溫度。在一些實施例中，可藉由加熱混合物維持混合物之溫度。
在一些實施例中，生長奈米結構之微波方法可有助於較短奈米結構生長方法及/或有助於可伸縮奈米結構生長方法。舉例而言，奈米結構生長之微波方法可包含在奈米結構生長方法中使用微波加熱。使用微波技術之奈米結構生長方法的實例可包含將矽藻殼添加至氧化之乙酸錳溶液中，且將混合物維持於約50℃到約150℃之溫度下約10分鐘（min）至約120分鐘。可攪拌混合物，同時將其維持於所述溫度下。
在一些實施例中，可使用一或多種本文所述之方法在矽藻殼之一或多個表面上形成具有紅棕色顏色（例如在洗滌及乾燥之後）之含錳結構。在一些實施例中，氧化錳結構可具有四面體形狀。紅褐色顏色可表明氧化錳(II,III)（Mn3 O4 ）之存在。在一些實施例中，形成四面體奈米晶體可表明氧化錳(II,III)（Mn3 O4 ）之存在。
圖5Q為在一或多個表面上具有包括氧化錳(II,III)（Mn3 O4 ）之奈米結構82之矽藻殼80的實例在20,000倍放大倍率下之掃描電子顯微鏡（SEM）影像，其中使用奈米結構生長之微波方法形成奈米結構82。圖5R為圖5Q中所示之矽藻殼80在50,000倍放大倍率下之SEM影像。圖5Q及圖5R中所示之包括氧化錳(II,III)（Mn3 O4 ）之奈米結構82可由使用濃度為約0.15莫耳/公升之乙酸錳的氧化溶液形成，所述氧化溶液藉有鼓泡氧氣（O2 ）穿過純水持續約30分鐘來製備。舉例而言，可使用商品級氧氣（例如純度大於95%，諸如純度至少約97%或純度至少約99%）。舉例而言，具有至少約97%純度之氧氣可在室溫（例如約25℃）下鼓泡穿過含有約15毫升純水之小瓶（例如小瓶之體積為約20毫升（mL））持續約30分鐘。重量為0.55公克（g）之乙酸錳四水合物（例如可購自西格瑪-奧德里奇公司（Sigma-Aldrich Corp.））可溶解於含氧純水中。可將重量為0.005公克（g）之矽藻添加至氧化之含錳溶液中。接著，可將含有包括添加之矽藻殼之混合物的小瓶放置於微波（例如Monowave 300微波，可購自安東帕有限公司（Anton Paar® GmbH））中，且可在所要溫度下進行合成持續所要時間段。包括溶液及矽藻殼之混合物可在約60℃之溫度下，例如在持續攪拌（例如用磁力攪拌棒，諸如以約600轉/分鐘之旋轉速度）下維持約30分鐘。在一些實施例中，混合物可隨後用水稀釋，且經離心（例如在約5000轉/分鐘下持續約5分鐘），使得可丟棄清液層。在一些實施例中，沈澱物可再次用水稀釋，接著分散（例如振盪及/或渦流）且再次離心，以使得可丟棄清液層。沈澱物可接著在真空烘箱中在約70℃至約80℃下乾燥。
參見圖5R，奈米結構82可具有四面體形狀。觀察到氧化錳(II,III)（Mn3 O4 ）結構出人意料地生長於矽藻殼之表面上，而非形成於與矽藻殼分離之溶液中。
圖5S為形成於圖5Q及圖5R中所示之矽藻殼之表面上的奈米結構82的透射電子顯微鏡（TEM）影像。可見奈米結構82之一或多個個別原子，且提供比例尺以用於尺寸比較。圖5T展示氧化錳(II,III)（Mn3 O4 ）粒子之電子繞射影像。
在一些實施例中，形成於矽藻殼表面上之奈米結構的形狀及/或尺寸可取決於奈米結構形成製程之參數。舉例而言，奈米結構之形態可取決於溶液濃度及/或溶液之氧化程度。圖5U為包括形成於表面上之含錳奈米結構92之矽藻殼90在10,000倍放大倍率下之SEM影像，其中使用相比於形成圖5Q及圖5R中所示之奈米結構82所用之方法具有較高氧濃度（例如對水進行氧氣吹掃持續約40分鐘）及較高錳濃度（例如約1莫耳/公升之乙酸錳濃度）的溶液形成含錳奈米結構92。舉例而言，奈米結構92可根據如參考形成奈米結構82（例如圖5Q及圖5R）所述之方法形成於矽藻殼90上，以下差異除外：可在添加約0.9公克（g）乙酸錳至含氧純水中之情況下持續約40分鐘進行純水之氧氣鼓泡，且可將約0.01公克（g）矽藻添加至含錳溶液中，且包括矽藻及含錳溶液之混合物可在約150℃之溫度下微波。
如圖5U中所示，奈米結構92可具有細長纖維狀形狀。在一些實施例中，奈米結構92可具有薄細長形狀（例如薄晶鬚狀結構）。在一些實施例中，形成纖維狀結構可表明氧氫氧化錳（MnOOH）之存在。
在一些實施例中，於矽藻殼之一或多個表面上形成包括一或多種具有式Mnx Oy 之錳氧化物之奈米結構可包含於含氧水中組合矽藻殼與錳來源，諸如錳鹽（例如乙酸錳（Mn(CH3 COO)2 ））及鹼（例如氫氧化銨（NH4 OH）），其中x為約1至約3，且其中y為約1至約4。在一些實施例中，於矽藻殼之一或多個表面上形成Mnx Oy 奈米結構可包含形成包括以下組成之混合物：約0.5重量%至約2重量%之矽藻殼、約7重量%至約10重量%之Mn(CH3 COO)2 、約5重量%至約10重量%之NH4 OH以及約78重量%至約87.5重量%之含氧純化水。在一些實施例中，混合物之含氧純化水可藉由鼓泡氧氣穿過純化水約10分鐘至約30分鐘來製備。混合物可使用微波加熱以有助於形成Mnx Oy 奈米結構（例如在Monowave 300中進行較小規模合成，諸如對於混合物約10毫升至約30毫升，或在Masterwave BTR中進行較大規模合成，諸如對於約1公升（L）混合物，兩裝置可購自安東帕有限公司）  舉例而言，可使用微波將混合物加熱至約100℃至約250℃之溫度維持約30分鐘至約60分鐘。在一些實施例中，可在加熱的同時例如藉由電磁攪拌器在約200轉/分鐘（RPM）至約1000轉/分鐘下攪拌混合物。
在一些實施例中，包括上面形成之錳氧化物（例如具有式Mnx Oy 之氧化物，其中x為約1至約3且y為約1至約4）奈米結構之矽藻殼包括約5重量%至約95重量%之錳氧化物，包含約30重量%至約95重量%、約40重量%至約95重量%、約40重量%至約85重量%、約50重量%至約85重量%、約55重量%至約95重量%或約75重量%至約95重量%，剩餘物質為矽藻殼。在一些實施例中，包括上面形成之錳氧化物（例如具有式Mnx Oy 之氧化物，其中x為約1至約3且y為約1至約4）奈米結構之矽藻殼包括約5重量%至約50重量%之矽藻殼，剩餘物質為錳氧化物奈米結構。在一些實施例中，錳氧化物奈米結構之質量比矽藻殼之質量可為約1:20至約20:1，包含約1:15至約20:1、約1:10至約20:1、約1:1至約20:1、約5:1至約20:1、約1:1至約10:1或約2:1至約9:1。錳氧化物奈米結構之質量較佳大於塗佈前矽藻殼之質量。在一些實施例中，錳氧化物奈米結構之質量與矽藻殼之質量的比率可大於約1:1、約10:1或約20:1。在某些所述實施例中，上限可基於例如矽藻殼之孔的開放性（例如錳氧化物奈米結構不會完全堵塞孔）。
在一些實施例中，矽藻殼之孔可由奈米結構堵塞。舉例而言，錳氧化物奈米結構可形成於矽藻殼之表面上，包含矽藻殼之孔內之表面，以使得錳氧化物奈米結構可堵塞或大體上堵塞矽藻殼之孔中之一些或全部。
在一些實施例中，錳氧化物奈米結構之質量比矽藻殼之質量可為約1:20至約100:1，包含約1:1至約100:1、約10:1至約100:1、約20:1至約100:1、約40:1至約100:1、約60:1至約100:1或約80:1至約100:1。在一些實施例中，錳奈米結構之質量比矽藻殼之質量可為大於約30:1、約40:1、約50:1、約60:1、約70:1、約80:1或約90:1。在一些實施例中，可選擇錳奈米結構之質量比矽藻殼之質量，以得到所需裝置效能。
錳氧化物奈米結構之質量可藉由在塗佈之前及之後稱重矽藻殼來確定，其中差值為錳氧化物奈米結構之質量。在一些實施例中，可選擇形成錳氧化物奈米結構之混合物之組成以使得可形成所需錳氧化物之重量%。在一些實施例中，矽藻殼表面上錳氧化物之重量%可根據相對能量儲存裝置電極上電極活性材料之所需質量進行選擇。舉例而言，形成錳氧化物奈米結構之混合物的組成可根據相對能量儲存裝置電極中ZnO之質量進行選擇。在一些實施例中，根據化學計算量計算，能量儲存裝置電極中Mn2 O3 之質量可為相對電極中ZnO之至少約2.5倍。
圖5V為包括上面形成之錳氧化物奈米結構96之矽藻殼94在20,000倍放大倍率下之SEM影像。奈米結構96包括不同錳氧化物之混合物，所述氧化物具有式Mnx Oy ，其中x為約1至約3且y為約1至約4。如圖5V中所示，矽藻殼94藉由錳氧化物奈米結構96厚厚地覆蓋。圖5W為包括上面形成之錳氧化物奈米結構96（例如具有式Mnx Oy 之氧化物，其中x為約1至約3且y為約1至約4）之矽藻殼94之橫截面在50,000倍放大倍率下之SEM影像。使用聚焦離子束（focused ion beam；FIB）技術切割矽藻殼94且圖5W中展示切割之矽藻殼94之橫截面圖。如圖5W中所示，錳氧化物奈米結構96可形成於矽藻殼94之內表面及外表面上，且奈米結構96之體積可大於矽藻殼94之體積。圖5X為包括上面形成之錳氧化物奈米結構96（例如具有式Mnx Oy 之氧化物，其中x為約1至約3且y為約1至約4）之矽藻殼94之側壁在100,000倍放大倍率下之SEM影像。如圖5X中所示，矽藻殼94之側壁可藉由錳氧化物奈米結構96覆蓋，而側壁上之孔不會堵塞。不或大體上不堵塞矽藻殼之孔的上面形成有錳氧化物奈米結構之矽藻殼可有利地有助於電解質輸送穿過包括藉由錳氧化物奈米結構覆蓋之矽藻殼的電極。
圖5V至圖5X中所示之包括上面形成之錳氧化物奈米結構96之矽藻殼94使用基本上由以下各者組成之混合物形成：約0.5重量%至約2重量%之矽藻殼、約7重量%至約10重量%之Mn(CH3 COO)2 、約5重量%至約10重量%之NH4 OH及約78重量%至約87.5重量%之含氧純化水。使用微波將混合物加熱至約100℃至約250℃之溫度維持約30分鐘至約60分鐘。如圖5V至圖5X中所示，矽藻殼94藉由錳氧化物奈米結構96厚厚地覆蓋。舉例而言，經約75重量%至約95%之錳氧化物奈米結構覆蓋之矽藻殼為奈米結構且剩餘物質為矽藻殼物質。 組合塗層
在一些實施例中，亦可將塗層組合。舉例而言，矽藻殼之表面可包含鎳塗層與碳奈米管塗層（例如所述矽藻殼可以用於能量儲存裝置，包含超級電容器）。
圖6示意地示出能量儲存裝置100之實例實施例。圖6可為能量儲存裝置100之橫截面或正視圖。能量儲存裝置100包含第一電極140及第二電極150，分別或無關地例如陰極及陽極。第一電極及第二電極140、150藉由隔膜130分隔。能量儲存裝置100可視情況包含一或多個電耦接至電極140、150中之一或兩者的集電體110、120。
在一些實施例中，能量儲存裝置100包括第一電極140、第二電極150及/或隔膜130，其中任一者可為膜或層，包含沈積之膜或層。
集電體110、120可包含為電子提供到達外部線之路徑的任何組分。舉例而言，集電體110、120可位於與第一電極及第二電極140、150之表面鄰接處，以使電極140、150之間的能量流轉移至電裝置。在圖6之所示之實施例中，第一集電體層110及第二集電體層120分別與第一電極140之表面及第二電極150之表面鄰接。集電體110、120分別與鄰接隔膜層130之電極140、150之表面相反的表面鄰接。
在一些實施例中，集電體110、120包括導電箔（例如石墨（諸如石墨紙）、石墨烯（諸如石墨烯紙）、鋁（Al）、銅（Cu）、不鏽鋼（SS）、碳泡沫體）。在一些實施例中，集電體110、120包括沈積於基板上之導電材料。舉例而言，集電體110、120可包括印刷於基板上之導電材料。在一些實施例中，適合的基板可包含聚酯、聚醯亞胺、聚碳酸酯、纖維素（例如卡紙板、紙，包含經塗佈紙，諸如塑料經塗佈紙及/或纖維紙）。在一些實施例中，導電材料可包括銀（Ag）、銅（Cu）、碳（C）（例如碳奈米管、石墨烯及/或石墨）、鋁（Al）、鎳（Ni）、其組合及/或類似者。適用於集電體之包括鎳之導電材料的實例提供於2013年12月27日申請之題為」鎳墨水及耐氧化且導電的塗層（NICKEL INKS AND OXIDATION RESISTANT AND CONDUCTIVE COATINGS）」之PCT專利申請第PCT/US2013/078059號，其以全文引用的方式併入本文中。
在一些實施例中，能量儲存裝置100包含至少一個包括矽藻殼之層或膜。舉例而言，能量儲存裝置100可包含層或膜，所述層或膜包括包含矽藻殼之分散液。包括矽藻殼之層或膜可包含例如第一電極140、第二電極150、隔膜130、第一集電體層110、第二集電體層120、其組合及/或類似者。在一些實施例中，能量儲存裝置100包含具有均勻或大體上均勻的形狀、尺寸（例如直徑、長度）、材料、孔隙度、表面改質材料及/或結構、任何其他適合特徵或屬性、其組合及/或類似者之矽藻殼。在能量存儲100裝置之多個層包括矽藻殼之實施例中，矽藻殼可相同或大體上相同（例如具有類似尺寸）或可不同（例如在隔膜130中絕緣且在電極140、150中以傳導方式塗佈）。
能量儲存裝置100可包含一或多個包括矽藻殼之層或膜，所述矽藻殼之長度在約0.5微米至約50微米、約1微米至約50微米、約1微米至約40微米、約1微米至約30微米、約1微米至約20微米、約1微米至約10微米、約5微米至約50微米、約5微米至約40微米、約5微米至約30微米、約5微米至約20微米以及約5微米至約10微米之範圍內。在一些實施例中，圓柱形矽藻殼之長度不超過約50微米、不超過約40微米、不超過約30微米、不超過約20微米、不超過約15微米、不超過約10微米或不超過約5微米。亦可為其他矽藻殼長度。
能量儲存裝置100可包括一或多個包括矽藻殼之層或膜，所述矽藻殼之直徑在約0.5微米至約50微米、約1微米至約50微米、約1微米至約40微米、約1微米至約30微米、約1微米至約20微米、約1微米至約10微米、約5微米至約50微米、約5微米至約40微米、約5微米至約30微米、約5微米至約20微米以及約5微米至約10微米之範圍內。在一些實施例中，圓柱形矽藻殼之直徑不超過約50微米、不超過約40微米、不超過約30微米、不超過約20微米、不超過約15微米、不超過約10微米、不超過約5微米、不超過約2微米或不超過約1微米。亦可為其他矽藻殼直徑。
能量儲存裝置100可包括具有均勻或大體上均勻的矽藻殼內孔隙度及/或矽藻殼間孔隙度之矽藻殼及/或具有特定範圍內之孔隙度的矽藻殼。在一些實施例中，能量儲存裝置100包括一或多個包含矽藻殼之層或膜，所述矽藻殼之孔隙度在約10%至約50%、約15%至約45%以及約20%至約40%之範圍內。在一些實施例中，矽藻殼表面上之孔可具有約1奈米（nm）至約500奈米之尺寸（例如長度、寬度、直徑及/或最長尺寸）。舉例而言，矽藻殼表面上之孔隙可具有可有助於所需能量儲存裝置效能（例如有助於裝置所需電氣效能之能量儲存裝置之電解離子的擴散）之尺寸。亦可為其他矽藻殼孔隙度。
如本文所述，能量儲存裝置100可包含一或多個層或膜，所述層或膜包含不包括或大體上不包括塗覆或形成於矽藻殼50之表面上之表面改質材料及/或表面改質結構52的矽藻殼50及/或包括塗覆或形成於矽藻殼50之表面上以改質矽藻殼50之特徵或屬性之材料及/或結構52的矽藻殼50。舉例而言，隔膜130可包括不包括或大體上包括塗覆或形成於矽藻殼50之表面上之表面改質材料及/或表面改質結構52的矽藻殼50，且電極140、150中之至少一者可包括包括塗覆或形成於矽藻殼50之表面上以改質矽藻殼50之特徵或屬性之材料及/或結構52的矽藻殼50。對於另一實例，隔膜130可包括不包括或大體上不包括塗覆或形成於矽藻殼50之表面上之表面改質材料及/或表面改質結構52的一些矽藻殼50及包括塗覆或形成於矽藻殼50之表面上以改質矽藻殼50之特徵或屬性之材料及/或結構52的一些矽藻殼50。
在一些實施例中，能量儲存裝置100包括具有不均勻或大體上不均勻的形狀、尺寸、孔隙度、表面改質材料及/或結構、另一適合屬性及/或其組合之矽藻殼。
在一些實施例中，可印刷能量儲存裝置100之一或多個層或膜。在一些實施例中，可由墨水印刷能量儲存裝置100之一或多個層或膜。在一些實施例中，墨水可使用多種本文所述技術印刷，包含模板印刷、網版印刷、輪轉印刷、模塗法、輪轉式凹版印刷、柔版移印、其組合及/或類似者。在一些實施例中，墨水之黏度可根據所用印刷技術來調節（例如所需黏度可藉由調節例如用於墨水溶劑的量來獲得）。
在一些實施例中，可使用導電墨水印刷集電體。舉例而言，集電體可包括印刷於基板上之導電材料。在一些實施例中，適合的基板可包含聚酯、聚醯亞胺、聚碳酸酯、纖維素（例如卡紙板、紙，包含經塗佈紙，諸如塑料經塗佈紙及/或纖維紙）。在一些實施例中，導電墨水可包括鋁、銀、銅、鎳、鉍、導電碳、碳奈米管、石墨烯、石墨、其組合及/或類似者。在一些實施例中，導電材料可包括銀（Ag）、銅（Cu）、碳（C）（例如碳奈米管、石墨烯及/或石墨）、鋁（Al）、鎳（Ni）、其組合及/或類似者。適用於集電體之包括鎳之導電材料的實例提供於2013年12月27日申請之題為」鎳墨水及耐氧化且導電的塗層（NICKEL INKS AND OXIDATION RESISTANT AND CONDUCTIVE COATINGS）」之PCT專利申請第PCT/US2013/078059號，其以全文引用的方式併入本文中。
在一些實施例中，墨水可使用多個矽藻殼製備。可印刷包括矽藻殼之墨水以形成能量儲存裝置之組分，諸如能量儲存裝置之電極或隔膜。在一些實施例中，墨水可包括包括上面形成之奈米結構，包含一或多個本文所述之奈米結構的矽藻殼。舉例而言，可印刷包括覆蓋奈米結構之矽藻殼的墨水以形成能量儲存裝置100之電極。在一些實施例中，墨水可包括不具有或大體上不具有上面形成之奈米結構的矽藻殼。舉例而言，可印刷包括不具有或大體上不具有表面修飾之矽藻殼的墨水以形成能量儲存裝置100之隔膜130。
圖7A至圖7E為展示能量儲存裝置之實例之橫截面圖的示意圖。在一些實施例中，圖7A至圖7E之能量儲存裝置為印刷能量儲存裝置。舉例而言，圖7A至圖7E之能量儲存裝置可包含第一集電體110、第二集電體120、第一電極140、第二電極150以及隔膜130，其均為印刷的。舉例而言，圖7A至圖7C之印刷能量儲存裝置之一或多個層可印刷於獨立基板上且所述獨立基板可隨後組合於一起以形成能量儲存裝置，而圖7D及圖7E之能量儲存裝置之層可印刷於基板上。
在一些實施例中，圖7A至圖7C為展示部分印刷能量儲存裝置之實例之橫截面圖的示意圖，而圖7D及圖7E為展示在各別製造過程之多個階段期間完全印刷能量儲存裝置之橫截面圖的示意圖。圖7A至圖7C中所示之能量儲存裝置可包含集電體110、120，所述集電體可為印刷的（例如於獨立基板上方）及/或不為印刷的（例如充當上面印刷其他層之基板）。圖7D及7E展示包含集電體110、120之能量儲存裝置之橫截面圖，所述集電體可為印刷的（例如各者於基板上方）或不為印刷的（例如在圖7D之第一集電體110充當上面印刷其他層之基板，在圖7E中第一集電體及第二集電體110、120一起充當上面印刷其他層之基板）。
在一些實施例中，圖7A至圖7E之第一集電體110、第二集電體120、第一電極140、第二電極150及/或隔膜130可具有一或多個特性及/或如本文所述製成。舉例而言，第一集電體110、第二集電體120、第一電極140、第二電極150及/或隔膜130可使用一或多個如本文所述之技術及/或墨水組成物印刷。舉例而言，電極140、150中之一者可包括包含有包括錳氧化物之奈米結構之矽藻殼（例如具有式Mnx Oy 之氧化物，其中x為約1至約3且y為約1至約4）且電極140、150之另一者可包括包含有包括鋅（例如ZnO）之奈米結構之矽藻殼，其中之一或兩者可由墨水印刷。對於另一實例，隔膜130可包括不包括或大體上不包括表面改質之矽藻殼，其可由墨水印刷。如本文所述，非印刷集電體可包括導電箔，諸如包括以下各者之箔：鋁、銅、鎳、不鏽鋼、石墨（例如石墨紙）、石墨烯（例如石墨烯紙）、奈米管奈米管、碳泡沫體、其組合及其類似物。在一些實施例中，導電箔可進行層壓且在其兩個相對表面中之一者上具有聚合物層。
在圖7A中，能量儲存裝置200包含第一結構202及第二結構204。第一結構202包括第一集電體110上方之第一電極140及第一電極140上方之隔膜130。第二結構204包括第二集電體120上方之第二電極150。在一些實施例中，第一電極140可印刷於第一集電體110上方。舉例而言，第一電極140可直接印刷於第一集電體110上且與其接觸。在一些實施例中，隔膜130可印刷於第一電極140上方。舉例而言，隔膜130可直接印刷於第一電極140上且與其接觸。在一些實施例中，隔膜130可印刷於第一電極140上方以使得隔膜130及第一集電體110包封或大體上包封第一電極140。在一些實施例中，第二電極150可印刷於第二集電體120上方，例如直接印刷於所述集電體120上且與其接觸。在一些實施例中，製造能量儲存裝置200之方法可包含將第一結構202及第二結構204組合於一起。舉例而言，製造圖7A中所示之能量儲存裝置200可包含使第二結構204之第二電極150與第一結構202之隔膜130接觸以使得隔膜130位於第一電極140與第二電極150之間。
圖7B展示包括第一結構212之能量儲存裝置210，所述第一結構包括第一集電體110上方之第一電極140及第一電極140上方之隔膜130之第一部分。能量儲存裝置210可包括第二結構214，所述第二結構包括第二集電體120上方之第二電極150及第二電極150上方之隔膜130之第二部分。在一些實施例中，第二電極150印刷於第二集電體120上方。舉例而言，第二電極150可印刷於第二集電體120上且與其直接接觸。在一些實施例中，隔膜130之第二部分可印刷於第二電極150上且與其直接接觸。舉例而言，隔膜130之第二部分可印刷於第二電極150上且與其直接接觸。在一些實施例中，第一電極140可印刷於第一集電體110上方。舉例而言，第一電極140可印刷於第一集電體110上且與其直接接觸。在一些實施例中，隔膜130之第一部分可印刷於第一電極140之上方。舉例而言，隔膜130之第一部分可印刷於第一電極140上且與其直接接觸。在一些實施例中，可印刷隔膜130之第一部分及第二部分以使得隔膜130之第一部分及第一集電體110包封或大體上包封第一電極140，及/或隔膜130之第二部分及第二集電體120包封或大體上包封第二電極150。在一些實施例中，製造能量儲存裝置210之方法可包含將第一結構212及第二結構214組合於一起（例如耦接）以形成能量儲存裝置210。組合第一結構212及第二結構214可包括在第一電極140與第二電極150之間提供隔膜130之第一部分及第二部分。舉例而言，製造圖7B中所示之能量儲存裝置210可包含使第二結構214之隔膜130之第二部分與第一結構212之隔膜130之第一部分接觸以使得隔膜130之兩個部分位於第一電極140與第二電極150之間。
如圖7C中所示，在一些實施例中，能量儲存裝置220可包括第一結構222，所述第一結構包括於第一集電體110上方之第一電極140、於第一電極140上方之隔膜130以及於隔膜130上方之第二電極150。能量儲存裝置220可包括包括第二集電體120之第二結構224。在一些實施例中，第一電極140可印刷於第一集電體110上方。舉例而言，第一電極140可印刷於第一集電體110上且與其直接接觸。在一些實施例中，隔膜130可印刷於第一電極140上方。舉例而言，隔膜130可印刷於第一電極140上且與直接其接觸。在一些實施例中，隔膜130可印刷於第一電極140上方以使得隔膜130及第一集電體110包封或大體上包封第一電極140。在一些實施例中，第二電極150可印刷於隔膜130上方。舉例而言，第二電極150可印刷於隔膜130上且與其直接接觸。在一些實施例中，將能量儲存裝置220組合包含將第一結構222及第二結構224耦接以形成能量儲存裝置220。在一些實施例中，將第一結構222及第二結構224耦接可包含使第二集電體120與第二電極150接觸以使得第二電極150位於第二集電體120與隔膜130之間。
如本文所述，圖7D及圖7E為完全印刷能量儲存裝置之示意圖。圖7D展示包括印刷集電體110、120、電極140、150以及隔膜130之垂直堆疊之能量儲存裝置230之實例。參見圖7D，在一些實施例中，能量儲存裝置230之第一集電體110可印刷於基板上。在一些實施例中，第一電極140可印刷於第一集電體110上方。舉例而言，第一電極140可印刷於第一集電體110上且與其直接接觸。在一些實施例中，隔膜130可印刷於第一電極140上方。舉例而言，隔膜130可印刷於第一電極140上且與直接其接觸。在一些實施例中，第二電極150可印刷於隔膜130上方。舉例而言，第二電極150可印刷於隔膜130上且與其直接接觸。在一些實施例中，第二集電體120隨後可印刷於第二電極150上方。舉例而言，第二集電體120可印刷於第二集電體150上且與其直接接觸。在一些實施例中，第二集電體120可印刷於第二電極150上方以使得第二集電體120及隔膜130包封或大體上包封第二電極150。在一些實施例中，隔膜130可印刷於第一電極140上方以使得隔膜130及第一集電體110包封或大體上包封第一電極140。
參見圖7E，展示具有橫向隔開之電極140、150之能量儲存裝置240。能量儲存裝置240可包含與第二集電體120橫向隔開之第一集電體110以及分別位於集電體110及第二集電體120上方之第一電極140及第二電極150。隔膜130可位於第一電極140及第二電極150上方。舉例而言，隔膜130可形成於第一電極140與第二電極150之間以使得電極140、150彼此電絕緣。在一些實施例中，隔膜130有助於使第一集電體110與第二集電體120之間電絕緣。在一些實施例中，第一集電體110、第二集電體120、第一電極140、第二電極150以及隔膜130中之每一者可為印刷的。舉例而言，第一集電體110及第二集電體120可印刷於基板上。在一些實施例中，第一電極140可印刷於第一集電體110上且與其直接接觸。舉例而言，第一電極140可印刷於第一集電體110上且與其直接接觸。在一些實施例中，第二電極150印刷於第二集電體120上方。舉例而言，第二電極150可印刷於第二集電體120上且與其直接接觸。在一些實施例中，隔膜130可印刷於第一電極140及第二電極150上方，諸如印刷於第一電極140與第二電極150上且與其直接接觸。在一些實施例中，隔膜130可印刷於第一電極140及第二電極150上方以使得隔膜130及第一集電體110及第二集電體120可分別包封或大體上包封第一電極140及第二電極150。在一些實施例中，各與圖7A之第一結構202及第二結構204類似之第一及第二結構（例如包括集電體及電極以及視情況存在之隔膜）可由不同電極活性材料（例如一或多種錳氧化物及ZnO）形成且接著橫向耦接。
圖8展示可形成能量儲存裝置之一部分的隔膜層或膜300之實例實施例（例如參見圖6及圖7A至圖7E中所述之能量儲存裝置中之任一者的隔膜130）。隔膜300包含矽藻殼320。在一些實施例中，能量儲存裝置包含，包括矽藻殼320之隔膜層或膜300。舉例而言，能量儲存裝置可包含包括有包含矽藻殼320之分散液之隔膜300。如本文所述，矽藻殼320可根據形狀、尺寸、材料、孔隙度、其組合及/或類似者分選，以使得隔膜300包括具有均勻或大體上均勻的形狀、尺寸（例如長度、直徑）、孔隙度、材料、其組合及/或類似者之矽藻殼320。舉例而言，隔膜300可包含具有圓柱形或大體上圓柱形形狀（例如如圖8中所示）、球形或大體上球形形狀、另一形狀及/或其組合之矽藻殼320。在一些實施例中，隔膜300包含具有塗覆或形成於矽藻殼320表面上之材料及/或結構之矽藻殼320。隔膜300可包括不包括否大體上不包括塗覆或形成於矽藻殼320表面上之表面改質材料及/或表面改質結構之矽藻殼320（例如如圖8中所示）。隔膜300可包括包括塗覆或形成於矽藻殼320表面上以改質矽藻殼320之特徵或屬性之材料及/或結構的矽藻殼320。隔膜300可包括不包括或大體上不包括塗覆或形成於矽藻殼320之表面上之表面改質材料及/或表面改質結構的一些矽藻殼320及包括塗覆或形成於矽藻殼320之表面上以改質矽藻殼320之特徵或屬性之材料及/或結構的一些矽藻殼320。
隔膜300可包括機械強度足以能夠在能量儲存裝置之第一電極140與第二電極150之間穩定或大體上穩定分隔之矽藻殼320（例如圖6及圖7A至圖7E之第一電極140及第二電極150中之任一者）。在一些實施例中，隔膜300包括經配置以例如藉由實現第一電極140與第二電極150之間的間隔距離降低及/或藉由有助於第一電極140與第二電極150之間的離子物質流動而增加能量儲存裝置之效率的矽藻殼320。舉例而言，對於改良之能量儲存裝置效率及/或機械強度，矽藻殼320可具有均勻或大體上均勻的形狀、尺寸、孔隙度、表面改質材料及/或結構、其組合及/或類似者。能量儲存裝置之隔膜300可包括圓柱形或大體上圓柱形矽藻殼320，所述矽藻殼包含具有所需孔隙度、尺寸及/或表面改質材料及/或結構之壁。
隔膜300可包括一或多層矽藻殼320。包括矽藻殼320之隔膜300可具有均勻或大體上均勻的厚度。在一些實施例中，包括矽藻殼320之隔膜300之厚度儘可能薄。在一些實施例中，包括矽藻殼320之隔膜300之厚度為約1微米至約100微米，包含約1微米至約80微米、約1微米至約60微米、約1微米至約40微米、約1微米至約20微米、約1微米至約10微米、約5微米至約60微米、約5微米至約40微米、約5微米至約20微米、約5微米至約15微米、約5微米至約10微米、約10微米至約60微米、約10微米至約40微米、約10微米至約20微米、約10微米至約15微米以及約15微米至約30微米。在一些實施例中，隔膜之厚度包括小於約100微米、小於約90微米、小於約80微米、小於約70微米、小於約60微米、小於約50微米、小於約40微米、小於約30微米、小於約20微米、小於約15微米、小於約10微米、小於約5微米、小於約或2微米、小於約或1微米以及包含限定且包含前述值之範圍。亦可為其他厚度之隔膜300。舉例而言，隔膜300可包括單層矽藻殼320以使得隔膜300之厚度可至少部分取決於矽藻殼320之尺寸（例如最長軸線、長度或直徑）。
隔膜300可包括具有不均勻或大體上不均勻的形狀、尺寸、孔隙度、表面改質材料及/或結構其組合及/或類似者之矽藻殼320。
在一些實施例中，隔膜300可包含由非導電材料製成之中空及/或固體微球體。舉例而言，隔膜300可包含由玻璃、氧化鋁、二氧化矽、聚苯乙烯、三聚氰胺、其組合及/或類似者製成之中空及/或固體微球體。在一些實施例中，微球體可具有有助於印刷隔膜300之尺寸。舉例而言，隔膜300可包含直徑為約0.1微米（µm）至約50微米之微球體。包括中空及/或固體微球體之隔膜之實例提供於2012年8月9日申請之題為「用於能量儲存裝置之可印刷離子凝膠隔膜層（PRINTABLE IONIC GEL SEPARATION LAYER FOR ENERGY STORAGE DEVICES）」的美國專利申請第13/223,279號中，其以全文引用的方式併入本文中。
在一些實施例中，隔膜300包括經配置以降低能量儲存裝置之第一電極140與第二電極150之間的電阻之材料。舉例而言，再參考圖8，在一些實施例中，隔膜300包括電解質340。電解質340可包含有助於離子物質之導電性之任何材料，包含例如包括可在能量儲存裝置之第一電極140與第二電極150之間行進之移動離子物質之材料。電解質340可包括可形成離子物質之任何化合物，包含（但不限於）硫酸鈉（Na2 SO4 ）、氯化鋰（LiCl）及/或硫酸鉀（K2 SO4 ）。在一些實施例中，電解質340包括酸、鹼或鹽。在一些實施例中，電解質340包括強酸，包含（但不限於）硫酸（H2 SO4 ）及/或磷酸（H3 PO4 ）或強鹼，包含（但不限於）氫氧化鈉（NaOH）及/或氫氧化鉀（KOH）。在一些實施例中，電解質340包括具有一或多種溶解之離子物質之溶劑。舉例而言，電解質340可包括有機溶劑。在一些實施例中，電解質340包含離子液體或有機液體鹽。電解質340可包括具有離子液體之水溶液。電解質340可包括具有離子液體之鹽溶液。在一些實施例中，包括離子液體之電解質340包含丙二醇及/或乙腈。在一些實施例中，包括離子液體之電解質340包含酸或鹼。舉例而言，電解質340可包括與氫氧化鉀（例如添加0.1莫耳/公升KOH溶液）組合之離子液體。
在一些實施例中，電解質340可包含一或多種離子液體及/或一或多種鹽，2014年4月9日申請之題為「印刷能量儲存裝置（PRINTED ENERGY STORAGE DEVICE）」之美國專利申請案第14/249,316號，其以全文引用的方式併入本文中。
在一些實施例中，隔膜300包括聚合物360，諸如聚合凝膠。聚合物360可與電解質340組合。適合聚合物360可呈現電及電化學穩定性，例如當在電化學反應期間與電解質340組合及/或經受電位（例如能量儲存裝置之電極140、150之間存在之電位）時維持完整性及/或官能性。在一些實施例中，聚合物360可為無機聚合物。在一些實施例中，聚合物360可為合成聚合物。隔膜300可包含包括以下各者之聚合物360：例如纖維素（例如塞璐芬（cellophane））、聚醯胺（例如耐綸（nylon））、聚丙烯、聚烯烴、聚乙烯（例如輻射接枝聚乙烯）、聚(偏二氟乙烯)、聚(氧化乙烯)、丙烯腈)、聚(乙烯醇)、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(氯乙烯)、聚[雙(甲氧基乙氧基乙氧基膦腈)]、聚(乙烯基碸)、聚(乙烯基吡咯啶酮)、聚(環氧丙烷)、其共聚物、其組合及/或類似者。在一些實施例中，聚合物360包括聚四氟乙烯（PTFE），包含（例如）包括PTFE於水中之分散液的水溶液（例如Teflon® 水性懸浮液）。在一些實施例中，隔膜300可包括石棉、鈦酸鉀纖維、纖維腸衣、硼矽酸玻璃、氧化鋯、其組合及/或類似者。在一些實施例中，將電解質340固定在聚合物360內或上面以形成固體或半固體物質。在一些此類實施例中，將電解質340固定於聚合凝膠上或內部，例如以形成電解凝膠。
在一些實施例中，隔膜300視情況包括黏著材料以實現隔膜300內之矽藻殼320及/或能量儲存裝置之隔膜300與第一電極140及/或第二電極150之間的改良之黏著性。在一些實施例中，黏著材料包括聚合物360。舉例而言，黏著材料可包括展現電及電化學穩定性之聚合物360，且在隔膜300內及/或在能量儲存裝置之隔膜300與第一電極140及/或第二電極150之間提供足夠黏著度。
在一些實施例中，印刷能量儲存裝置之隔膜之墨水包括不具有或大體上不具有表面改質、聚合物、離子液體、電解質鹽及/或溶劑之多個矽藻殼。適合溶劑之實例提供於2014年4月9日申請之題為「印刷能量儲存裝置（PRINTED ENERGY STORAGE DEVICE）」之美國專利申請案第14/249,316號中，其以全文引用的方式併入本文中。在一些實施例中，用於印刷隔膜之墨水用溶劑可包括二甲基甲醯胺（DMF）、二甲基乙醯胺（DMAC）、四甲基脲、二甲亞碸（DMSO）、磷酸三乙酯、N-甲基-2-吡咯啶酮（NMP）、其組合及/或類似者。在一些實施例中，用於印刷隔膜之墨水包括以下組成：約5重量%至約20重量%之不具有表面改質之矽藻殼（例如純化矽藻殼）、約3重量%至約10重量%之聚合物組分（例如聚偏二氟乙烯，例如可購自賓夕法尼亞州普魯士王之阿科瑪公司（Arkema Inc.of King of Prussia, Pennsylvania）之Kynar®ADX）、約15重量%至約40重量%之離子液體（例如四氟硼酸1-乙基-3-乙基咪唑鎓）、約1重量%至約5重量%之鹽（例如四氟硼酸鋅）、約25重量%至約76重量%之溶劑（例如N-甲基-2-吡咯啶酮）。在一些實施例中，其他聚合物、離子液體、鹽（例如其他鋅鹽）及/或溶劑亦可為適合的。
在一些實施例中，製備用於隔膜之墨水的方法可包含將黏合劑溶解於溶劑中。舉例而言，將黏合劑溶解於溶劑中可包含在約80℃至約180℃之溫度下加熱包括黏合劑及溶劑之混合物約5分鐘至約30分鐘。在一些實施例中，加熱可使用加熱板進行。在一些實施例中，可將離子液體及電解質鹽添加至混合物中，諸如而混合物在加熱之後為溫熱的。可攪拌黏合劑、溶劑離子液體以及電解質鹽諸如約5分鐘至約10分鐘，以有助於所需混合。在一些實施例中，隨後可添加矽藻殼。添加矽藻殼可藉由混合，諸如藉由使用行星離心混合器促進。混合可使用行星離心混合器維持約1分鐘至約15分鐘來進行。
圖9展示可形成能量儲存裝置（例如如參見如圖6及圖7A至圖7E所述之能量儲存裝置中之任一者）之一部分之實例電極層或膜400。電極400包含矽藻殼420。在一些實施例中，能量儲存裝置包含包括矽藻殼420之一或多個電極層或膜400（例如如參見圖6及圖7A至圖7E所述之能量儲存裝置中之任一者之第一電極140及/或第二電極150）。舉例而言，能量儲存裝置可包含電極層或膜400，所述電極層或膜包括包含矽藻殼420之分散液。如本文所述，矽藻殼420可根據形狀、尺寸、材料、孔隙度、其組合及/或類似者分選，以使得電極400包括具有均勻或大體上均勻的形狀、尺寸（例如長度、直徑）、孔隙度、材料、其組合及/或類似者之矽藻殼420。舉例而言，電極400可包含具有圓柱形或大體上圓柱形形狀（例如如圖9中所示）、球形或大體上球形形狀、另一形狀及/或其組合之矽藻殼420。在一些實施例中，電極400包含具有塗覆或形成於矽藻殼420之表面上之材料及/或結構的矽藻殼420。電極400可包括不包括或大體上不包括表面改質材料之矽藻殼420，且可為絕緣的，及/或可具有塗覆或形成於矽藻殼420之表面上之表面改質結構。電極400可包括包括塗覆或形成於矽藻殼420之表面上以改質矽藻殼420之特徵或屬性之材料及/或結構的矽藻殼420（例如如圖9中藉由矽藻殼420之表面上之雞爪形特徵示意性地說明）。電極400可包括不包括或大體上不包括塗覆或形成於矽藻殼420之表面上之表面改質材料及/或表面改質結構的一些矽藻殼420及包括塗覆或形成於矽藻殼420之表面上以改質矽藻殼420之特徵或屬性之材料及/或結構的一些矽藻殼420。
電極400可包括針對機械強度選擇之矽藻殼420，以使得包含電極400之能量儲存裝置可耐受壓縮力及/或形狀修改變形。在一些實施例中，電極400包括經配置以例如藉由有助於離子物質在電極400內及/或電極400與能量儲存裝置之其他部件之間流動使能量儲存裝置之效率增加之矽藻殼420。舉例而言，對於改良之能量儲存裝置效率及/或機械強度，矽藻殼420可具有均勻或大體上均勻的形狀、尺寸、孔隙度、表面改質材料及/或結構、其組合及/或類似者。能量儲存裝置之電極400可包括包含具有所需孔隙度、尺寸及/或表面改質材料及/或結構之壁的圓柱形或大體上圓柱形矽藻殼420。
因此，電極400可包括一或多層矽藻殼420。包括矽藻殼420之電極400可具有均勻或大體上均勻的厚度。在一些實施例中，包括矽藻殼420之電極400之厚度至少部分取決於電阻、可獲得之材料的量、所需能量裝置厚度等。在一些實施例中，包括矽藻殼420之電極400之厚度為約1微米至約100微米，包含約1微米至約80微米、約1微米至約60微米、約1微米至約40微米、約1微米至約20微米、約1微米至約10微米、約5微米至約100微米、約5微米至約80微米、約5微米至約60微米、約5微米至約40微米、約5微米至約20微米、約5微米至約10微米、約10微米至約60微米、約10微米至約40微米、約10微米至約20微米、約10微米至約15微米以及約15微米至約30微米。在一些實施例中，包括矽藻殼420之電極400之厚度為小於約100微米、小於約90微米、小於約80微米、小於約70微米、小於約60微米、小於約50微米、小於約40微米、小於約30微米、小於約20微米、小於約10微米、小於約5微米、小於約2微米或小於約1微米以及包含限定且包含前述值之範圍。亦可為其他厚度之隔膜300。
電極400可包括具有不均勻或大體上不均勻的形狀、尺寸、孔隙度、表面改質材料及/或結構其組合及/或類似者之矽藻殼420。
在一些實施例中，電極400視情況包括提高電極400內電子之導電性的材料。舉例而言，再參考圖9，在一些實施例中，電極400包括改良電極400內之電導率的導電填充劑460。導電填充劑460可包括導電碳材料。舉例而言，導電填充劑460可包括石墨碳、石墨烯、碳奈米管（例如單壁和/或多壁）、其組合及/或類似者。在一些實施例中，導電填充劑460可包含金屬材料（例如銀（Ag）、金（Au）、銅（Cu）、鎳（Ni）及/或鉑（Pt））。在一些實施例中，導電填充劑460可包含半導體材料（例如矽（Si）、鍺（Ge））及/或含半導體合金（例如鋁-矽（AlSi）合金）。在包括多個電極400之能量儲存裝置100中，電極400可包含不同矽藻殼及/或不同添加劑，例如包含不同離子及/或離子產生物質。在一些實施例中，電極400可包括電解質，例如本文關於圖8之隔膜300所述之電解質340。在一些實施例中，電極400可包括聚合物，例如本文關於圖8之隔膜300所述之聚合物360。在一些實施例中，電極400可包含一或多種活性材料（例如游離活性材料，諸如除矽藻之矽藻殼的一或多個表面上之奈米結構活性材料以外之活性材料）。
在一些實施例中，電極400可包含黏合劑。黏合劑可包括聚合物。用於電極黏合劑之適合的聚合物、聚合前驅物及/或可聚合前驅物可包含例如聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、聚乙烯醇（PVA）、聚偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯-三氟乙烯、聚四氟乙烯、聚二甲基矽氧烷、聚乙烯、聚丙烯、聚氧化乙烯、聚氧化丙烯、聚乙二醇六氟丙烯、聚對苯二甲酸乙二酯聚丙烯腈、聚乙烯醇縮丁醛、聚乙烯己內醯胺、聚氯乙烯；聚醯亞胺聚合物及共聚物（例如脂族、芳族及/或半芳族聚醯亞胺）、聚醯胺、聚丙烯醯胺、丙烯酸酯及(甲基)丙烯酸酯聚合物及共聚物（諸如聚甲基丙烯酸甲酯）、聚丙烯腈、丙烯腈丁二烯苯乙烯、甲基丙烯酸烯丙酯、聚苯乙烯、聚丁二烯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚碳酸酯、聚氯丁二烯、聚醚碸、耐綸、苯乙烯-丙烯腈樹脂；聚乙二醇、黏土（諸如鋰蒙脫石黏土、膨潤土黏土、有機改質黏土）；糖及多糖，諸如瓜爾膠、黃原膠、澱粉、丁基橡膠、瓊脂糖、果膠；纖維素及改質纖維素，諸如羥甲基纖維素、甲基纖維素、乙基纖維素、丙基甲基纖維素、甲氧基纖維素、甲氧基甲基纖維素、甲氧基丙基甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、乙基羥乙基纖維素、纖維素醚、纖維素乙醚、聚葡萄胺糖、其共聚物、其組合及/或類似者。
在一些實施例中，電極400可包含腐蝕抑制劑及/或一或多種其他功能添加劑。在一些實施例中，腐蝕抑制劑可包含一或多種表面活性有機化合物。在一些實施例中，腐蝕抑制劑可包括二醇、矽酸鹽、汞（Hg）、鎘（Cd）、鉛（Pb）、鎵（Ga）、銦（In）、銻（Sn）、鉍（Bi）、其組合及/或類似者。
在一些實施例中，電極400視情況包括黏著材料以在電極400內及/或在電極400與能量儲存裝置之另一組分（諸如隔膜130及/或集電體110、120）之間實現改良之矽藻殼420黏著性。在一些實施例中，電極400中之黏著材料包括聚合物，例如本文所述之聚合物360。
在一些實施例中，印刷能量儲存裝置之電極之墨水可包括包括形成於一或多個表面上之奈米結構的多個矽藻殼、導電填充劑（例如碳奈米管、石墨）、黏合劑組分、電解質（例如離子液體、電解質鹽）及/或溶劑。舉例而言，電解質可具有如本文所述之組成物。在一些實施例中，一或多種關於隔膜墨水所述之溶劑亦可適用於印刷電極之墨水。在一些實施例中，用於印刷電極之墨水用溶劑可包括二甲基甲醯胺（DMF）、二甲基乙醯胺（DMAC）、四甲基脲、二甲亞碸（DMSO）、磷酸三乙酯、N-甲基-2-吡咯啶酮（NMP）、其組合及/或類似者。在一些實施例中，印刷電極之墨水可包括具有形成於一或多個表面上之錳氧化物奈米結構之矽藻殼。在一些實施例中，印刷電極之墨水包括具有形成於一或多個表面上之ZnO奈米結構之矽藻殼。
在一些實施例中，包括錳氧化物之用於印刷能量存儲之電極之墨水可具有以下組成：約10重量%至約20重量%之具有一或多個覆蓋錳氧化物之表面的矽藻殼、約0.2重量%至約2重量%碳奈米管（例如多壁碳奈米管，例如可購自俄克拉荷馬州諾曼之西南奈米科技公司（SouthWest NanoTechnologies of Norman, Oklahoma））、多達約10重量%之石墨（例如C65，可購自瑞士之特密高石墨及碳公司（Timcal Graphite and Carbon, of Switzerland））、約1重量%至約5重量%之黏合劑（例如聚偏二氟乙烯，諸如HSV 900Kynar®，可購自賓夕法尼亞州普魯士王之阿科瑪公司）、約2重量%至約15重量%之離子液體（例如四氟硼酸1-乙基-3-乙基咪唑鎓）以及約48重量%至約86.8重量%之溶劑（例如N-甲基-2-吡咯啶酮）。在一些實施例中，錳氧化物具有式Mnx Oy ，其中x為約1至約3且y為約1至約4。舉例而言，可印刷墨水以形成電池之陰極。
在一些實施例中，包括ZnO之用於印刷能量存儲之電極之墨水可具有以下組成：約10重量%至約20重量%之包括上面形成之ZnO奈米結構的矽藻殼、約0.2重量%至約2重量%之碳奈米管（例如多壁碳奈米管，例如可購自俄克拉荷馬州諾曼之西南奈米科技公司）、多達約10重量%之石墨（例如C65，可購自可購自瑞士之特密高石墨及碳公司）、約1重量%至約5重量%之黏合劑（例如聚偏二氟乙烯，諸如HSV 900Kynar®，可購自賓夕法尼亞州普魯士王之阿科瑪公司）、約2重量%至約15重量%之離子液體（例如四氟硼酸1-乙基-3-乙基咪唑鎓）、約0.3重量%至約1%重量%之電解質鹽（例如四氟硼酸鋅）以及約47重量%至約86.5重量%之溶劑（例如N-甲基-2-吡咯啶酮）。舉例而言，可印刷墨水以形成電池之陽極。
在一些實施例中，碳奈米管可包括多壁及/或單壁碳奈米管。在一些實施例中，其他類型之石墨、聚合物黏合劑、離子液體及/或溶劑亦可為適合的。
在一些實施例中，製備用於印刷電極之墨水的方法可經配置以提供碳奈米管於墨水中之所需分散液，用離子液體使矽藻殼飽和（例如在矽藻殼之內、內表面、外表面上及/或孔內提供離子液體）及/或將墨水之組份充分混合。在一些實施例中，製備墨水之方法包括將碳奈米管分散於離子液體中。在一些實施例中，可使用自動化研缽及研杵將碳奈米管分散於離子液體中。在一些實施例中，接著可將碳奈米管及離子液體分散於溶劑中。可使用超音波尖端將碳奈米管及離子液體分散於溶劑中。在一些實施例中，可將包括上面形成之奈米結構（例如錳氧化物或ZnO奈米結構）及石墨之矽藻殼添加至碳奈米管、離子液體以及溶劑中且使用離心混合器攪拌。在一些實施例中，亦可將電解質鹽以及矽藻殼及石墨添加至碳奈米管、離子液體以及溶劑中，且使用離心混合器攪拌。舉例而言，可使用行星離心混合器混合矽藻殼、石墨、碳奈米管、離子液體、溶劑及/或電解質鹽約1分鐘（min）至約10分鐘。在一些實施例中，可將包括於溶劑中之聚合物黏合劑之溶液添加至包括矽藻殼、石墨、碳奈米管、離子液體、溶劑及/或電解質鹽之混合物中，且進行加熱。包括聚合物黏合劑及溶劑之溶液可具有約10重量%至約20重量%之聚合物黏合劑。可將包括聚合物黏合劑、矽藻殼、石墨、碳奈米管、離子液體、溶劑及/或電解質鹽之混合物加熱至約80℃至約180℃之溫度。在一些實施例中，可進行加熱約10分鐘至約30分鐘。在一些實施例中，加熱板可以用於加熱。在一些實施例中，可在加熱的同時進行攪拌（例如用混合桿）。
圖10至圖13展示包括錳氧化物（例如具有式Mnx Oy 之 氧化物，其中x為約1至約3且y為約1至約4）陰極及使用本文所述之方法製成之ZnO陽極的印刷電池之實例之電效能。圖10為印刷Mnx Oy 及ZnO電池之放電曲線圖，其中陰極包括包括上面形成之錳氧化物奈米結構之多個矽藻殼，且陽極包括包括上面形成之ZnO奈米結構之多個矽藻殼。電池電位可以伏特（V）示於y軸上且放電持續時間以小時（hr）示於x軸上。電池為絲網印刷之1.27公分（cm）×1.27公分正方形（亦即0.5吋（in）×0.5吋正方形）。電池包括印刷之集電體、陽極、陰極以及隔膜。陽極及陰極之平均厚度各為約40微米（µm）。陰極之總重量為約0.023公克（g），且錳氧化物之重量為約0.01公克。陽極中活性材料ZnO之重量過量。
在圖10中，電池自完全或大體上完全帶電之狀態放電至截止電壓為約0.8伏。電池以約0.01安培/公克（A/g）放電。電池表明約1.28毫安時（毫安時）之容量，及以陰極活性材料之重量計約128毫安時/公克（mAh/g）之容量。圖11展示在數個充電-放電循環之後圖10之印刷電池之電容效能。電池循環40次且各循環之電容效能以初始電容之百分比示於y軸上。如圖11所示，電容效能可在數個充電-放電循環之後改良。
圖12為印刷Mnx Oy 及ZnO電池之另一實例之充電-放電曲線，展示三個充電-放電循環期間各充電-放電循環隨時間而變之電位效能。電位以伏（V）展示於y軸上，且時間以小時（hr）表現於x軸上。印刷電池為絲網印刷之1.27公分（cm）×1.27公分正方形（亦即0.5吋（in）×0.5吋正方形）。電池之陰極包括包括上面形成之錳氧化物奈米結構的多個矽藻殼，且陽極包括包括上面形成之ZnO奈米結構之多個矽藻殼。電池包括印刷之集電體、陽極、陰極以及隔膜。陽極及陰極之平均厚度各為約40微米（µm）。陰極之總重量為約0.021公克（g），且錳氧化物之重量為約0.01公克。陽極中活性材料（例如ZnO）之重量過量。圖12之印刷電池以陰極中活性材料之重量計以約0.01安/公克（A/g）充電及放電。圖13為圖12之印刷Mnx Oy 及ZnO電池之充電-放電曲線，其中充電及放電以約0.04安/公克進行。兩組曲線展示充電與放電之良好可重複性，表明印刷Mnx Oy /ZnO電池可為有效可再充電電池。
以下實例性實施例鑑別本文所揭露之特徵組合之一些可能排列，但特徵組合之其他排列亦為可能的。 1.   一種印刷能量儲存裝置，包括： 第一電極； 第二電極；以及 所述第一電極與所述第二電極之間的隔膜，所述第一電極、所述第二電極以及所述隔膜中之至少一者包含矽藻殼。 2.   如實施例1所述之印刷能量儲存裝置，其中所述隔膜包含矽藻殼。 3.   如實施例1或實施例2所述之印刷能量儲存裝置，其中所述第一電極包含矽藻殼。 4.   如實施例1至實施例3中之任一項所述之印刷能量儲存裝置，其中所述第二電極包含所述矽藻殼。 5.   如實施例1至實施例4中任一項所述之印刷能量儲存裝置，其中所述矽藻殼具有大體上均勻的特性。 6.   如實施例5所述之印刷能量儲存裝置，其中特性包括形狀。 7.   如實施例6所述之印刷能量儲存裝置，其中所述形狀包括圓柱體、球體、盤或稜柱。 8.   如實施例5至實施例7中任一項所述之印刷能量儲存裝置，其中所述特性包括尺寸。 9.   如實施例8所述之印刷能量儲存裝置，其中所述尺寸包括直徑。 10.  如實施例9所述之印刷能量儲存裝置，其中所述直徑在約2微米至約10微米之範圍內。 11.  如實施例8所述之印刷能量儲存裝置，其中所述尺寸包括長度。 12.  如實施例9所述之印刷能量儲存裝置，其中所述長度在約5微米至約20微米之範圍內。 13.  如實施例8所述之印刷能量儲存裝置，其中所述尺寸包括最長軸線。 14.  如實施例9所述之印刷能量儲存裝置，其中所述最長軸線在約5微米至約20微米之範圍內。 15.  如實施例5至實施例14中任一項所述之印刷能量儲存裝置，其中所述特性包括孔隙度。 16.  如實施例15所述之印刷能量儲存裝置，其中所述孔隙度在約20%至約50%之範圍內。 17.  如實施例5至實施例16中任一項所述之印刷能量儲存裝置，其中所述特性包括機械強度。 18.  如實施例1至實施例17中任一項所述之印刷能量儲存裝置，其中所述矽藻殼包括表面改質結構。 19.  如實施例18所述之印刷能量儲存裝置，其中所述表面改質結構包含導電材料。 20.  如實施例19所述之印刷能量儲存裝置，其中所述導電材料包含以下各者中之至少一者：銀、鋁、鉭、銅、鋰、鎂以及黃銅。 21.  如實施例18至實施例20中任一項所述之印刷能量儲存裝置，其中所述表面改質結構包含氧化鋅（ZnO）。 22.  如實施例18至實施例21中任一項所述之印刷能量儲存裝置，其中所述表面改質結構包括半導體。 23.  如實施例22所述之印刷能量儲存裝置，其中所述半導體包含以下各者中之至少一者：矽、鍺、矽鍺以及砷化鎵。 24.  如實施例18至實施例23中任一項所述之印刷能量儲存裝置，其中所述表面改質結構包括奈米線、奈米粒子以及具有叢生葉形狀之結構中之至少一者。 25.  如實施例18至實施例24中任一項所述之印刷能量儲存裝置，其中所述表面改質結構位於所述矽藻殼之外表面上。 26.  如實施例18至實施例25中任一項所述之印刷能量儲存裝置，其中所述表面改質結構位於所述矽藻殼之內表面上。 27.  如實施例1至實施例26中任一項所述之裝置，其中所述矽藻殼包括表面改質材料。 28.  如實施例27所述之印刷能量儲存裝置，其中所述表面改質材料包含導電材料。 29.  如實施例28所述之印刷能量儲存裝置，其中所述導電材料包含以下各者中之至少一者：銀、鋁、鉭、銅、鋰、鎂以及黃銅。 30.  如實施例27至實施例29中任一項所述之印刷能量儲存裝置，其中所述表面改質材料包含氧化鋅（ZnO）。 31.  如實施例27至實施例30中任一項所述之裝置，其中所述表面改質材料包括半導體。 32.  如實施例31所述之印刷能量儲存裝置，其中所述半導體包含以下各者中之至少一者：矽、鍺、矽鍺以及砷化鎵。 33.  如實施例27至實施例32中任一項所述之印刷能量儲存裝置，其中所述表面改質材料位於所述矽藻殼之外表面上。 34.  如實施例37至實施例33中任一項所述之印刷能量儲存裝置，其中所述表面改質材料位於所述矽藻殼之內表面上。 35.  如實施例1至實施例34中之任一項所述之印刷能量儲存裝置，其中所述第一電極包括導電填充劑。 36.  如實施例1至實施例35中之任一項所述之印刷能量儲存裝置，其中所述第二電極包括導電填充劑。 37.  如實施例34或實施例35所述之印刷能量儲存裝置，其中所述導電填充劑包括石墨碳。 38.  如實施例35至實施例37中任一項所述之印刷能量儲存裝置，其中所述導電填充劑包括石墨烯。 39.  如實施例1至實施例38中之任一項所述之印刷能量儲存裝置，其中所述第一電極包括黏著材料。 40.  如實施例1至實施例39中之任一項所述之印刷能量儲存裝置，其中所述第二電極包括黏著材料。 41.  如實施例1至實施例40中任一項所述之印刷能量儲存裝置，其中所述隔膜包括黏著材料。 42.  如實施例39至實施例41中任一項所述之印刷能量儲存裝置，其中所述黏著材料包括聚合物。 43.  如實施例1至實施例42中任一項所述之印刷能量儲存裝置，其中所述隔膜包括電解質。 44.  如實施例43所述之印刷能量儲存裝置，其中所述電解質包括以下各者中之至少一者：離子液體、酸、鹼以及鹽。 45.  如實施例43或實施例44所述之印刷能量儲存裝置，其中所述電解質包括電解凝膠。 46.  如實施例1至實施例45中任一項所述之印刷能量儲存裝置，更包括與所述第一電極電連通之第一集電體。 47.  如實施例1至實施例46中任一項之印刷能量儲存裝置，更包括與所述第二電極電連通之二集電體。 48.  如實施例1至實施例47中任一項所述之裝置，其中所述印刷能量儲存裝置包括電容器。 49.  如實施例1至實施例47中任一項所述之印刷能量儲存裝置，其中所述印刷能量儲存裝置包括超級電容器。 50.  如實施例1至實施例47中任一項所述之印刷能量儲存裝置，其中所述印刷能量儲存裝置包括電池。 51.  一種系統，包括多個彼此向上堆疊之如實施例1至實施例50中任一項所述之印刷能量儲存裝置。 52.  一種電裝置，包括如實施例1至實施例50中任一項所述之印刷能量儲存裝置或如實施例51所述之系統。 53.  一種用於印刷能量儲存裝置之膜，所述膜包括矽藻殼。 54.  如實施例53所述之用於印刷能量儲存裝置之膜，其中所述矽藻殼具有大體上均勻的特性。 55.  如實施例54之用於印刷能量儲存裝置之膜，其中所述特性包括形狀。 56.  如實施例55所述之用於印刷能量儲存裝置之膜，其中所述形狀包括圓柱體、球體、盤或稜柱。 57.  如實施例54至實施例56中任一項所述之用於印刷能量儲存裝置之膜，其中所述特性包括尺寸。 58.  如實施例57所述之用於印刷能量儲存裝置之膜，其中所述尺寸包括直徑。 59.  如實施例58所述之用於印刷能量儲存裝置之膜，其中所述直徑在約2微米至約10微米之範圍內。 60.  如實施例54至實施例59中任一項所述之用於印刷能量儲存裝置之膜，其中所述尺寸包括長度。 61.  如實施例60所述之用於印刷能量儲存裝置之膜，其中所述長度在約5微米至約20微米之範圍內。 62.  如實施例54至實施例61中任一項所述之用於印刷能量儲存裝置之膜，其中所述尺寸包括最長軸線。 63.  如實施例62所述之用於印刷能量儲存裝置之膜，其中所述最長軸線在約5微米至約20微米之範圍內。 64.  如實施例54至實施例63中任一項所述之膜，其中所述特性包括孔隙度。 65.  如實施例64所述之用於印刷能量儲存裝置之膜，其中所述孔隙度在約20%至約50%之範圍內。 66.  如實施例54至實施例65中任一項所述之用於印刷能量儲存裝置之膜，其中所述特性包括機械強度。 67.  如實施例53至實施例66中任一項所述之用於印刷能量儲存裝置之膜，其中所述矽藻殼包括表面改質結構。 68.  如實施例67所述之用於印刷能量儲存裝置之膜，其中所述表面改質結構包含導電材料。 69.  如實施例68所述之用於印刷能量儲存裝置之膜，其中所述導電材料包含以下各者中之至少一者：銀、鋁、鉭、銅、鋰、鎂以及黃銅。 70.  如實施例67至實施例69中任一項所述之用於印刷能量儲存裝置之膜，其中所述表面改質結構包含氧化鋅（ZnO）。 71.  如實施例67至實施例70中任一項所述之用於印刷能量儲存裝置之膜，其中所述表面改質結構包含半導體。 72.  如實施例71所述之用於印刷能量儲存裝置之膜，其中所述半導體包含以下各者中之至少一者：矽、鍺、矽鍺以及砷化鎵。 73.  如實施例67至實施例72中任一項所述之用於印刷能量儲存裝置之膜，其中所述表面改質結構包括奈米線、奈米粒子以及具有叢生葉形狀之結構中之至少一者。 74.  如實施例67至實施例73中任一項所述之用於印刷能量儲存裝置之膜，其中所述表面改質結構位於所述矽藻殼之外表面上。 75.  如實施例67至實施例74中任一項所述之用於印刷能量儲存裝置之膜，其中所述表面改質結構位於所述矽藻殼之內表面上。 76.  如實施例53至實施例75中任一項所述之用於印刷能量儲存裝置之膜，其中所述矽藻殼包括表面改質材料。 77.  如實施例76所述之用於印刷能量儲存裝置之膜，其中表面改質材料包含導電材料。 78.  如實施例77所述之用於印刷能量儲存裝置之膜，其中所述導電材料包含以下各者中之至少一者：銀、鋁、鉭、銅、鋰、鎂以及黃銅。 79.  如實施例76至實施例78中任一項所述之用於印刷能量儲存裝置之膜，其中所述表面改質材料包含氧化鋅（ZnO）。 80.  如實施例76至實施例79中任一項所述之用於印刷能量儲存裝置之膜，其中所述表面改質材料包括半導體。 81.  如實施例80所述之用於印刷能量儲存裝置之膜，其中所述半導體包含以下各者中之至少一者：矽、鍺、矽鍺以及砷化鎵。 82.  如實施例76至實施例81中任一項所述之用於印刷能量儲存裝置之膜，其中所述表面改質材料位於所述矽藻殼之外表面上。 83.  如實施例76至實施例82中任一項所述之用於印刷能量儲存裝置之膜，其中所述表面改質材料位於所述矽藻殼之內表面上。 84.  如實施例83至實施例83中任一項所述之用於印刷能量儲存裝置之膜，更包括導電填充劑。 85.  如實施例84所述之用於印刷能量儲存裝置之膜，其中所述導電填充劑包括石墨碳。 86.  如實施例84或實施例85所述之用於印刷能量儲存裝置之膜，其中所述導電填充劑包括石墨烯。 87.  如實施例53至實施例86中任一項所述之用於印刷能量儲存裝置之膜，更包括黏著材料。 88.  如實施例87所述之用於印刷能量儲存裝置之膜，其中所述黏著材料包括聚合物。 89.  如實施例53至實施例88中任一項所述之用於印刷能量儲存裝置之膜，更包括電解質。 90.  如實施例89所述之用於印刷能量儲存裝置之膜，其中所述電解質包括以下各者中之至少一者：離子液體、酸、鹼以及鹽。 91.  如實施例89或實施例90所述之用於印刷能量儲存裝置之膜，其中所述電解質包括電解凝膠。 92.  一種能量儲存裝置，包括如實施例53至實施例91中任一項所述之用於印刷能量儲存裝置之膜。 93.  如實施例92所述之能量儲存裝置，其中所述印刷能量儲存裝置包括電容器。 94.  如實施例92所述之能量儲存裝置，其中所述印刷能量儲存裝置包括超級電容器。 95.  如實施例92所述之能量儲存裝置，其中所述印刷能量儲存裝置包括電池。 96.  一種系統，包括多個彼此向上堆疊之如實施例92至實施例95中任一項所述之能量儲存裝置。 97.  一種電裝置，包括如實施例92至實施例95中任一項所述之裝置或如實施例96所述之系統。 98.  一種製造印刷能量儲存裝置之方法，所述方法包括： 形成第一電極； 形成第二電極；以及 形成所述第一電極與所述第二電極之間的隔膜，所述第一電極、所述第二電極以及所述隔膜中之至少一者包含矽藻殼。 99.  如實施例98所述之製造方法，其中所述隔膜包含所述矽藻殼。 100.  如實施例99所述之製造方法，其中形成所述隔膜包含形成包含所述矽藻殼之分散液。 101.  如實施例99或實施例100所述之製造方法，其中形成所述隔膜包含網版印刷所述隔膜。 102.  如實施例99所述之製造方法，其中形成所述隔膜包含形成包含所述矽藻殼之膜。 103.  如實施例102所述之製造方法，其中形成所述隔膜包含輥對輥印刷包含所述隔膜之所述膜。 104.  如實施例98至實施例103中之任一項所述之製造方法，其中所述第一電極包含所述矽藻殼。 105.  如實施例104所述之製造方法，其中形成所述第一電極包含形成包含所述矽藻殼之分散液。 106.  如實施例104或實施例105所述之製造方法，其中形成所述第一電極包含網版印刷所述第一電極。 107.  如實施例104所述之製造方法，其中形成所述第一電極包含形成包含所述矽藻殼之膜。 108.  如實施例107所述之製造方法，其中形成所述第一電極包含輥對輥印刷包含所述第一電極之所述膜。 109.  如實施例98至實施例108中之任一項所述之製造方法，其中所述第二電極包含所述矽藻殼。 110.  如實施例109所述之製造方法，其中形成所述第二電極包含形成包含所述矽藻殼之分散液。 111. 如實施例109或實施例110所述之製造方法，其中形成所述第二電極包含網版印刷所述第二電極。 112.  如實施例109所述之製造方法，其中形成所述第二電極包含形成包含所述矽藻殼之膜。 113.  如實施例112所述之製造方法，其中形成所述第二電極包含輥對輥印刷包含所述第二電極之所述膜。 114.  如實施例98至實施例113中任一項所述之製造方法，更包括根據特性分選所述矽藻殼。 115.  如實施例114所述之製造方法，其中所述特性包括形狀、尺寸、材料以及孔隙度中之至少一者。 116.  一種墨水，包括： 溶液；以及 將矽藻殼分散於所述溶液中。 117.  如實施例116所述之墨水，其中所述矽藻殼具有大體上均勻的特性。 118.  如實施例117所述之墨水，其中所述特性包括形狀。 119.  如實施例118所述之裝置，其中所述形狀包括圓柱體、球體、盤或稜柱。 120.  如實施例117至實施例119中任一項所述之墨水，其中所述特性包括尺寸。 121.  如實施例120所述之墨水，其中所述尺寸包括直徑。 122.  如實施例121所述之墨水，其中所述直徑在約2微米至約10微米之範圍內。 123.  如實施例117至實施例122中任一項所述之墨水，其中所述尺寸包括長度。 124.  如實施例123所述之墨水，其中所述長度在約5微米至約20微米之範圍內。 125.  如實施例117至實施例124中任一項所述之墨水，其中所述尺寸包括最長軸線。 126.  如實施例125所述之墨水，其中所述最長軸線在約5微米至約20微米之範圍內。 127.  如實施例117至實施例126中任一項所述之墨水，其中所述特性包括孔隙度。 128.  如實施例127所述之墨水，其中所述孔隙度在約20%至約50%之範圍內。 129.  如實施例117至實施例128中任一項所述之墨水，其中所述特性包括機械強度。 130.  如實施例116至實施例129中任一項所述之墨水，其中所述矽藻殼包括表面改質結構。 131.  如實施例130所述之墨水，其中所述表面改質結構包含導電材料。 132.  如實施例131所述之裝置，其中所述導電材料包含以下各者中之至少一者：銀、鋁、鉭、銅、鋰、鎂以及黃銅。 133.  如實施例130至實施例132中任一項所述之墨水，其中所述表面改質結構包含氧化鋅（ZnO）。 134.  如實施例130至實施例133中任一項所述之墨水，其中所述表面改質結構包括半導體。 135.  如實施例134所述之墨水，其中所述半導體包含以下各者中之至少一者：矽、鍺、矽鍺以及砷化鎵。 136.  如實施例130至實施例135中任一項所述之墨水，其中所述表面改質結構包括奈米線、奈米粒子以及具有叢生葉形狀之結構中之至少一者。 137.  如實施例130至實施例136中任一項所述之墨水，其中所述表面改質結構位於所述矽藻殼之外表面上。 138.  如實施例130至實施例137中任一項所述之墨水，其中所述表面改質結構位於所述矽藻殼之內表面上。 139.  如實施例116至實施例138中任一項所述之墨水，其中所述矽藻殼包括表面改質材料。 140.  如實施例139所述之墨水，其中表面改質材料包含導電材料。 141.  如實施例140所述之墨水，其中所述導電材料包含以下各者中之至少一者：銀、鋁、鉭、銅、鋰、鎂以及黃銅。 142.  如實施例139至實施例141中任一項所述之墨水，其中所述表面改質材料包含氧化鋅（ZnO）。 143.  如實施例139至實施例142中任一項所述之墨水，其中所述表面改質材料包括半導體。 144.  如實施例143所述之墨水，其中所述半導體包含以下各者中之至少一者：矽、鍺、矽鍺以及砷化鎵。 145.  如實施例139至實施例144中任一項所述之墨水，其中所述表面改質材料位於所述矽藻殼之外表面上。 146.  如實施例139至實施例145中任一項所述之墨水，其中所述表面改質材料位於所述矽藻殼之內表面上。 147.  如實施例116至實施例146中任一項所述之墨水，更包括導電填充劑。 148.  如實施例147所述之墨水，其中所述導電填充劑包括石墨碳。 149.  如實施例147或實施例148所述之墨水，其中所述導電填充劑包括石墨烯。 150.  如實施例116至實施例149中任一項所述之墨水，更包括黏著材料。 151.  如實施例150所述之墨水，其中所述黏著材料包括聚合物。 152.  如實施例116至實施例151中任一項所述之墨水，更包括電解質。 153.  如實施例152所述之裝置，其中所述電解質包括以下各者中之至少一者：離子液體、酸、鹼以及鹽。 154.  如實施例152或實施例153所述之墨水，其中所述電解質包括電解凝膠。 155.  一種裝置，包括如實施例116至實施例154中任一項所述之墨水。 156.  如實施例155所述之裝置，其中所述裝置包括印刷能量儲存裝置。 157.  如實施例156所述之裝置，其中所述印刷能量儲存裝置包括電容器。 158.  如實施例156所述之裝置，其中所述印刷能量儲存裝置包括超級電容器。 159.  如實施例156所述之裝置，其中所述印刷能量儲存裝置包括電池。 160.  一種提取矽藻之矽藻殼部分之方法，所述方法包括： 將多個矽藻之矽藻殼部分分散於分散溶劑中； 移除有機污染物及無機污染物中之至少一者污染物； 將所述多個矽藻之矽藻殼部分分散於界面活性劑中，所述界面活性劑會降低所述多個矽藻之矽藻殼部分之聚結；以及 使用盤式堆疊離心機提取具有至少一個共同特徵之多個矽藻之矽藻殼部分。 161.  如實施例160所述之提取方法，其中所述至少一個共同特徵包括以下各者中之至少一者：尺寸、形狀、材料以及破碎程度。 162.  如實施例161所述之提取方法，其中所述尺寸包括長度及直徑中之至少一者。 163.  如實施例160至實施例162中任一項所述之提取方法，其中固體混合物包括所述多個矽藻之矽藻殼部分。 164.  如實施例163所述之提取方法，更包括降低所述固體混合物之粒子尺寸。 165.  如實施例164所述之提取方法，其中降低所述固體混合物之所述粒子尺寸在將所述多個矽藻之矽藻殼部分分散於分散溶劑中之前。 166.  如實施例164或165所述之提取方法，其中降低所述粒子尺寸包括對所述固體混合物進行研磨。 167.  如實施例166所述之提取方法，其中對所述固體混合物進行研磨包括對所述固體混合物施用研缽及研杵、罐磨機以及碎石機中之至少一者。 168.  如實施例163至實施例167中任一項所述之提取方法，更包括提取所述固體混合物之組分，所述組分之最長組分尺寸大於所述多個矽藻之矽藻殼部分之最長矽藻殼部分尺寸。 169.  如實施例168所述之提取方法，其中提取所述固體混合物之所述組分包括篩分所述固體混合物。 170.  如實施例169所述之提取方法，其中篩分所述固體混合物包括用篩孔尺寸為約15微米至約25微米之篩網處理所述固體混合物。 171.  如實施例169所述之提取方法，其中篩分所述固體混合物包括用篩孔尺寸為約10微米至約25微米之篩網處理所述固體混合物。 172.  如實施例160至實施例171中任一項所述之提取方法，更包括分選所述多個矽藻之矽藻殼部分以分離第一矽藻之矽藻殼部分與第二矽藻之矽藻殼部分，所述第一矽藻之矽藻殼部分具有較大最長尺寸。 173.  如實施例172所述之提取方法，其中所述第一矽藻之矽藻殼部分包括多個完整矽藻之矽藻殼部分。 174.  如實施例172或實施例173所述之提取方法，其中所述第二矽藻之矽藻殼部分包括多個破裂矽藻之矽藻殼部分。 175.  如實施例172至實施例174中任一項所述之提取方法，其中分選包括過濾所述多個矽藻之矽藻殼部分。 176.  如實施例175所述之提取方法，其中過濾包括干擾所述多個矽藻之矽藻殼部分之聚結。 177.  如實施例176所述之提取方法，其中干擾所述多個矽藻之矽藻殼部分之聚結包括攪拌。 178.  如實施例176或實施例177所述之提取方法，其中干擾所述多個矽藻之矽藻殼部分之聚結包括振盪。 179.  如實施例176至實施例178中任一項所述之提取方法，其中干擾所述多個矽藻之矽藻殼部分之聚結包括鼓泡。 180.  如實施例175至實施例179中任一項所述之提取方法，其中過濾包括將篩網施用於所述多個矽藻之矽藻殼部分。 181.  如實施例180所述之提取方法，其中所述篩網具有約5微米至約10微米之篩孔尺寸。 182.  如實施例180所述之提取方法，其中所述篩網之篩孔尺寸為約7微米。 183.  如實施例160至實施例182中任一項所述之提取方法，更包括獲得洗滌之矽藻之矽藻殼部分。 184.  如實施例183所述之提取方法，其中獲得所述洗滌之矽藻之矽藻殼部分包括在移除所述有機污染物及所述無機污染物中之至少一者之後用清潔溶劑洗滌所述多個矽藻之矽藻殼部分。 185.  如實施例183或實施例184所述之提取方法，其中獲得所述洗滌之矽藻之矽藻殼部分包括用清潔溶劑洗滌具有至少一個共同特徵之矽藻之矽藻殼部分。 186.  如實施例184或實施例185所述之提取方法，更包括移除所述清潔溶劑。 187.  如實施例186所述之提取方法，其中移除所述清潔溶劑包括在移除所述有機污染物及所述無機污染物中之至少一者之後使所述多個矽藻之矽藻殼部分沈降。 188.  如實施例186或實施例187所述之提取方法，其中移除所述清潔溶劑包括使具有所述至少一個共同特徵之所述多個矽藻之矽藻殼部分沈降。 189.  如實施例187或實施例188所述之提取方法，其中沈降包括離心。 190.  如實施例189所述之提取方法，其中離心包括應用適用於大規模處理之離心機。 191.  如實施例190所述之提取方法，其中離心包括應用盤式堆疊離心機、傾析離心機以及管碗式離心機中之至少一者。 192.  如實施例184至191中任一項所述之提取方法，其中所述分散溶劑及所述清潔溶劑中之至少一者包括水。 193.  如實施例160至實施例192中任一項所述之提取方法，其中將所述多個矽藻之矽藻殼部分分散於所述分散溶劑中及將所述多個矽藻之矽藻殼部分分散於所述界面活性劑中之至少一者包括對所述多個矽藻之矽藻殼音波處理。 194.  如實施例160至實施例193中任一項所述之提取方法，其中所述界面活性劑包括陽離子界面活性劑。 195.  如實施例194所述之提取方法，其中所述陽離子界面活性劑包括以下各者中之至少一者：苯紮氯銨、溴化十六烷基三甲基銨、氯化十二烷基甲基糖力濕-10羥丙基二甲基銨、苄索氯銨、苄索氯銨、5-溴-5-硝基-1,3-二噁烷、氯化二甲基二十八烷基銨以及氫氧化四甲基銨。 196.  如實施例160至實施例195中任一項所述之提取方法，其中所述界面活性劑包括非離子界面活性劑。 197.  如實施例196所述之提取方法，其中所述非離子界面活性劑包括以下各者中之至少一者：十六烷基醇、硬脂醇、鯨蠟硬脂醇、油醇、聚氧乙烯二醇烷基醚、八乙二醇單十二烷基醚、葡糖苷烷基醚、癸基葡糖苷、聚氧乙烯二醇辛基酚醚、辛基酚乙氧基化物（Triton X-100™）、壬苯醇醚-9、月桂酸甘油酯、聚山梨醇酯以及泊洛沙姆。 198.  如實施例160至實施例197中任一項所述之提取方法，更包括將所述多個矽藻之矽藻殼分散於添加劑組分中。 199.  如實施例198所述之提取方法，其中將所述多個矽藻之矽藻殼分散於添加劑組分中在將所述多個矽藻之矽藻殼分散於所述界面活性劑中之前。 200.  如實施例198所述之提取方法，其中將所述多個矽藻之矽藻殼分散於添加劑組分中在將所述多個矽藻之矽藻殼分散於所述界面活性劑中之後。 201.  如實施例198所述之提取方法，其中將所述多個矽藻之矽藻殼分散於添加劑組分中與將所述多個矽藻之矽藻殼分散於所述界面活性劑中至少部分同步。 202.  如實施例198至實施例201中任一項所述之提取方法，其中所述添加劑組分包括以下各者中之至少一者：氯化鉀、氯化銨、氫氧化銨以及氫氧化鈉。 203.  如實施例160至實施例202中任一項之所述之提取方法，其中將所述多個矽藻之矽藻殼部分分散包括獲得包括約1重量百分比至約5重量百分比之所述多個矽藻之矽藻殼部分之分散液。 204.  如實施例160至實施例203中任一項所述之提取方法，其中移除所述有機污染物包括在漂白劑存在下加熱所述多個矽藻之矽藻殼部分。 205.  如實施例204所述之提取方法，其中所述漂白劑包括過氧化氫及硝酸中之至少一者。 206.  如實施例205所述之提取方法，其中加熱包括於溶液中加熱所述多個矽藻之矽藻殼部分，所述溶液包括量在約10體積百分比至約20體積百分比之範圍內之過氧化氫。 207.  如實施例204至實施例206中任一項所述之提取方法，其中加熱包括加熱所述多個矽藻之矽藻殼部分持續約5分鐘至約15分鐘。 208.  如實施例160至實施例207中任一項所述之提取方法，其中移除所述有機污染物包括將所述多個矽藻之矽藻殼部分退火。 209.  如實施例160至實施例208中任一項所述之提取方法，其中移除所述無機污染物包括組合所述多個矽藻之矽藻殼部分與鹽酸及硫酸中之至少一者。 210.  如實施例209所述之提取方法，其中所述組合包括於溶液中混合所述多個矽藻之矽藻殼部分，所述溶液包括約15體積百分比至約25體積百分比之鹽酸。 211.  如實施例210所述之提取方法，其中所述混合持續約20分鐘至約40分鐘。 212.  一種提取矽藻之矽藻殼部分之方法，所述方法包括： 使用盤式堆疊離心機提取具有至少一個共同特徵之多個矽藻之矽藻殼部分。 213.  如實施例212所述之提取方法，更包括將所述多個矽藻之矽藻殼部分分散於分散溶劑中。 214.  如實施例212或實施例213所述之提取方法，更包括移除有機污染物及無機污染物中之至少一者。 215.  如實施例212至實施例214中任一項所述之提取方法，更包括將所述多個矽藻之矽藻殼部分分散於界面活性劑中，所述界面活性劑會降低所述多個矽藻之矽藻殼部分之聚結。 216.  如實施例212至實施例215中任一項所述之提取方法，其中所述至少一個共同特徵包括以下各者中之至少一者：尺寸、形狀、材料以及破碎程度。 217.  如實施例216所述之提取方法，其中所述尺寸包括長度及直徑中之至少一者。 218.  如實施例212至實施例217中任一項所述之提取方法，其中固體混合物包括所述多個矽藻之矽藻殼部分。 219.  如實施例218所述之提取方法，更包括降低所述固體混合物之粒子尺寸。 220.  如實施例219所述之提取方法，其中降低所述固體混合物之所述粒子尺寸在將所述多個矽藻之矽藻殼部分分散於分散溶劑中之前。 221.  如實施例219或實施例220所述之提取方法，其中降低所述粒子尺寸包括對所述固體混合物進行研磨。 222.  如實施例221所述之提取方法，其中對所述固體混合物進行研磨包括對所述固體混合物施用研缽及研杵、罐磨機以及碎石機中之至少一者。 223.  如實施例219至實施例222中任一項所述之提取方法，更包括提取所述固體混合物之組分，所述組分之最長組分尺寸大於所述多個矽藻之矽藻殼部分之最長矽藻殼部分尺寸。 224.  如實施例223所述之提取方法，其中提取所述固體混合物之所述組分包括篩分所述固體混合物。 225.  如實施例224所述之提取方法，其中篩分所述固體混合物包括用篩孔尺寸為約15微米至約25微米之篩網處理所述固體混合物。 226.  如實施例224所述之提取方法，其中篩分所述固體混合物包括用篩孔尺寸為約10微米至約25微米之篩網處理所述固體混合物。 227.  如實施例212至實施例226中任一項所述之提取方法，更包括分選所述多個矽藻之矽藻殼部分以分離第一矽藻之矽藻殼部分與第二矽藻之矽藻殼部分，所述第一矽藻之矽藻殼部分具有較大最長尺寸。 228.  如實施例227所述之提取方法，其中所述第一矽藻之矽藻殼部分包括多個完整矽藻之矽藻殼部分。 229.  如實施例227或實施例228所述之提取方法，其中所述第二矽藻之矽藻殼部分包括多個破裂矽藻之矽藻殼部分。 230.  如實施例227至實施例229中任一項所述之提取方法，其中分選包括過濾所述多個矽藻之矽藻殼部分。 231.  如實施例230所述之提取方法，其中過濾包括干擾所述多個矽藻之矽藻殼部分之聚結。 232.  如實施例231所述之提取方法，其中干擾所述多個矽藻之矽藻殼部分之聚結包括攪拌。 233.  如實施例231或實施例282所述之提取方法，其中干擾所述多個矽藻之矽藻殼部分之聚結包括振盪。 234.  如實施例231至實施例233中任一項所述之提取方法，其中干擾所述多個矽藻之矽藻殼部分之聚結包括鼓泡。 235.  如實施例230至實施例234中任一項所述之提取方法，其中過濾包括將篩網施用於所述多個矽藻之矽藻殼部分。 236.  如實施例235所述之提取方法，其中所述篩網具有約5微米至約10微米之篩孔尺寸。 237.  如實施例235所述之提取方法，其中所述篩網之篩孔尺寸為約7微米。 238.  如實施例212至實施例237中任一項所述之提取方法，更包括獲得洗滌之矽藻之矽藻殼部分。 239.  如實施例238所述之提取方法，其中獲得所述洗滌之矽藻之矽藻殼部分包括在移除所述有機污染物及所述無機污染物中之至少一者之後用清潔溶劑洗滌所述多個矽藻之矽藻殼部分。 240.  如實施例238或實施例239所述之提取方法，其中獲得所述洗滌之矽藻之矽藻殼部分包括用清潔溶劑洗滌具有至少一個共同特徵之矽藻之矽藻殼部分。 241.  如實施例239或實施例240所述之提取方法，更包括移除所述清潔溶劑。 242.  如實施例241所述之提取方法，其中移除所述清潔溶劑包括在移除所述有機污染物及所述無機污染物中之至少一者之後使所述多個矽藻之矽藻殼部分沈降。 243.  如實施例241或實施例242所述之提取方法，其中移除所述清潔溶劑包括使具有所述至少一個共同特徵之所述多個矽藻之矽藻殼部分沈降。 244.  如實施例242或實施例243所述之提取方法，其中沈降包括離心。 245.  如實施例244所述之提取方法，其中離心包括應用適用於大規模處理之離心機。 246.  如實施例245所述之提取方法，其中離心包括應用盤式堆疊離心機、傾析離心機以及管碗式離心機中之至少一者。 247.  如實施例240至實施例246中任一項所述之提取方法，其中所述分散溶劑及所述清潔溶劑中之至少一者包括水。 248.  如實施例215至實施例247中任一項所述之提取方法，其中將所述多個矽藻之矽藻殼部分分散於所述分散溶劑中及將所述多個矽藻之矽藻殼部分分散於所述界面活性劑中之至少一者包括對所述多個矽藻之矽藻殼音波處理。 249.  如實施例215至實施例248中任一項所述之提取方法，其中所述界面活性劑包括陽離子界面活性劑。 250.  如實施例249所述之提取方法，其中所述陽離子界面活性劑包括以下各者中之至少一者：苯紮氯銨、溴化十六烷基三甲基銨、氯化十二烷基甲基糖力濕-10羥丙基二甲基銨、苄索氯銨、苄索氯銨、5-溴-5-硝基-1,3-二噁烷、氯化二甲基二十八烷基銨以及氫氧化四甲基銨。 251.  如實施例212至實施例250中任一項所述之提取方法，其中所述界面活性劑包括非離子界面活性劑。 252.  如實施例251所述之提取方法，其中所述非離子界面活性劑包括以下各者中之至少一者：十六烷基醇、硬脂醇、鯨蠟硬脂醇、油醇、聚氧乙烯二醇烷基醚、八乙二醇單十二烷基醚、葡糖苷烷基醚、癸基葡糖苷、聚氧乙烯二醇辛基酚醚、辛基酚乙氧基化物（Triton X-100™）、壬苯醇醚-9、月桂酸甘油酯、聚山梨醇酯以及泊洛沙姆。 253.  如實施例212至實施例252中任一項所述之提取方法，更包括將所述多個矽藻之矽藻殼分散於添加劑組分中。 254.  如實施例253所述之提取方法，其中將所述多個矽藻之矽藻殼分散於添加劑組分中在將所述多個矽藻之矽藻殼分散於所述界面活性劑中之前。 255.  如實施例253所述之提取方法，其中將所述多個矽藻之矽藻殼分散於添加劑組分中在將所述多個矽藻之矽藻殼分散於所述界面活性劑中之後。 256.  如實施例253所述之提取方法，其中將所述多個矽藻之矽藻殼分散於添加劑組分中與將所述多個矽藻之矽藻殼分散於所述界面活性劑中至少部分同步。 257.  如實施例253至實施例256中任一項所述之提取方法，其中所述添加劑組分包括以下各者中之至少一者：氯化鉀、氯化銨、氫氧化銨以及氫氧化鈉。 258.  如實施例213至實施例257中任一項所述之提取方法，其中將所述多個矽藻之矽藻殼部分分散於所述分散溶劑中包括獲得包括約1重量百分比至約5重量百分比之所述多個矽藻之矽藻殼部分之分散液。 259.  如實施例214至實施例258中任一項所述之提取方法，其中移除所述有機污染物包括在漂白劑存在下加熱所述多個矽藻之矽藻殼部分。 260.  如實施例259所述之提取方法，其中所述漂白劑包括過氧化氫及硝酸中之至少一者。 261.  如實施例260所述之提取方法，其中加熱包括於溶液中加熱所述多個矽藻之矽藻殼部分，所述溶液包括量在約10體積百分比至約20體積百分比之範圍內之過氧化氫。 262.  如實施例259至實施例261中任一項所述之提取方法，其中加熱包括加熱所述多個矽藻之矽藻殼部分持續約5分鐘至約15分鐘。 263.  如實施例214至實施例262中任一項所述之提取方法，其中移除所述有機污染物包括將所述多個矽藻之矽藻殼部分退火。 264.  如實施例214至實施例263中任一項所述之提取方法，其中移除所述無機污染物包括組合所述多個矽藻之矽藻殼部分與鹽酸及硫酸中之至少一者。 265.  如實施例264所述之提取方法，其中所述組合包括於溶液中混合所述多個矽藻之矽藻殼部分，所述溶液包括約15體積百分比至約25體積百分比之鹽酸。 266.  如實施例265所述之提取方法，其中所述混合持續約20分鐘至約40分鐘。 267.  一種提取矽藻之矽藻殼部分之方法，所述方法包括： 將多個矽藻之矽藻殼部分與界面活性劑分散，所述界面活性劑會降低所述多個矽藻之矽藻殼部分之聚結。 268.  如實施例267所述之提取方法，更包括使用盤式堆疊離心機提取具有至少一個共同特徵之多個矽藻之矽藻殼部分。 269.  如實施例267或實施例268所述之提取方法，更包括將所述多個矽藻之矽藻殼部分分散於分散溶劑中。 270.  如實施例267至實施例269中任一項所述之提取方法，更包括移除有機污染物及無機污染物中之至少一者。 271.  如實施例267至實施例270中任一項所述之提取方法，其中所述至少一個共同特徵包括以下各者中之至少一者：尺寸、形狀、材料以及破碎程度。 272.  如實施例271所述之提取方法，其中所述尺寸包括長度及直徑中之至少一者。 273.  如實施例267至實施例272中任一項所述之提取方法，其中固體混合物包括所述多個矽藻之矽藻殼部分。 274.  如實施例273所述之提取方法，更包括降低所述固體混合物之粒子尺寸。 275.  如實施例274所述之提取方法，其中降低所述固體混合物之所述粒子尺寸在將所述多個矽藻之矽藻殼部分分散於分散溶劑中之前。 276.  如實施例274或實施例275所述之提取方法，其中降低所述粒子尺寸包括對所述固體混合物進行研磨。 277.  如實施例276所述之提取方法，其中對所述固體混合物進行研磨包括對所述固體混合物施用研缽及研杵、罐磨機以及碎石機中之至少一者。 278.  如實施例273至實施例277中任一項所述之提取方法，更包括提取所述固體混合物之組分，所述組分之最長組分尺寸大於所述多個矽藻之矽藻殼部分之最長矽藻殼部分尺寸。 279.  如實施例278所述之提取方法，其中提取所述固體混合物之所述組分包括篩分所述固體混合物。 280.  如實施例279所述之提取方法，其中篩分所述固體混合物包括用篩孔尺寸為約15微米至約25微米之篩網處理所述固體混合物。 281.  如實施例279所述之提取方法，其中篩分所述固體混合物包括用篩孔尺寸為約10微米至約25微米之篩網處理所述固體混合物。 282.  如實施例267至實施例281中任一項所述之提取方法，更包括分選所述多個矽藻之矽藻殼部分以分離第一矽藻之矽藻殼部分與第二矽藻之矽藻殼部分，所述第一矽藻之矽藻殼部分具有較大最長尺寸。 283.  如實施例282所述之提取方法，其中所述第一矽藻之矽藻殼部分包括多個完整矽藻之矽藻殼部分。 284.  如實施例282或實施例283所述之提取方法，其中所述第二矽藻之矽藻殼部分包括多個破裂矽藻之矽藻殼部分。 285.  如實施例282至實施例284中任一項所述之提取方法，其中分選包括過濾所述多個矽藻之矽藻殼部分。 286.  如實施例285所述之提取方法，其中過濾包括干擾所述多個矽藻之矽藻殼部分之聚結。 287.  如實施例286所述之提取方法，其中干擾所述多個矽藻之矽藻殼部分之聚結包括攪拌。 288.  如實施例286或實施例287所述之提取方法，其中干擾所述多個矽藻之矽藻殼部分之聚結包括振盪。 289.  如實施例286至實施例288中任一項所述之提取方法，其中干擾所述多個矽藻之矽藻殼部分之聚結包括鼓泡。 290.  如實施例285至實施例289中任一項所述之提取方法，其中過濾包括將篩網施用於所述多個矽藻之矽藻殼部分。 291.  如實施例290所述之提取方法，其中所述篩網具有約5微米至約10微米之篩孔尺寸。 292.  如實施例290所述之提取方法，其中所述篩網之篩孔尺寸為約7微米。 293.  如實施例267至實施例292中任一項所述之提取方法，更包括獲得洗滌之矽藻之矽藻殼部分。 294.  如實施例293所述之提取方法，其中獲得所述洗滌之矽藻之矽藻殼部分包括在移除所述有機污染物及所述無機污染物中之至少一者之後用清潔溶劑洗滌所述多個矽藻之矽藻殼部分。 295.  如實施例293或實施例294所述之提取方法，其中獲得所述洗滌之矽藻之矽藻殼部分包括用清潔溶劑洗滌具有至少一個共同特徵之矽藻之矽藻殼部分。 296.  如實施例294或實施例295所述之提取方法，更包括移除所述清潔溶劑。 297.  如實施例296所述之提取方法，其中移除所述清潔溶劑包括在移除所述有機污染物及所述無機污染物中之至少一者之後使所述多個矽藻之矽藻殼部分沈降。 298.  如實施例296或實施例297所述之提取方法，其中移除所述清潔溶劑包括使具有所述至少一個共同特徵之所述多個矽藻之矽藻殼部分沈降。 299.  如實施例297或實施例298所述之提取方法，其中沈降包括離心。 300.  如實施例299所述之提取方法，其中離心包括應用適用於大規模處理之離心機。 301.  如實施例300所述之提取方法，其中離心包括應用盤式堆疊離心機、傾析離心機以及管碗式離心機中之至少一者。 302.  如實施例295至實施例301中任一項所述之提取方法，其中所述分散溶劑及所述清潔溶劑中之至少一者包括水。 303.  如實施例269至實施例302中任一項所述之提取方法，其中將所述多個矽藻之矽藻殼部分分散於所述分散溶劑中及將所述多個矽藻之矽藻殼部分分散於所述界面活性劑中之至少一者包括對所述多個矽藻之矽藻殼音波處理。 304.  如實施例267至實施例303中任一項所述之提取方法，其中所述界面活性劑包括陽離子界面活性劑。 305.  如實施例304所述之提取方法，其中所述陽離子界面活性劑包括以下各者中之至少一者：苯紮氯銨、溴化十六烷基三甲基銨、氯化十二烷基甲基糖力濕-10羥丙基二甲基銨、苄索氯銨、苄索氯銨、5-溴-5-硝基-1,3-二噁烷、氯化二甲基二十八烷基銨以及氫氧化四甲基銨。 306.  如實施例267至實施例305中任一項所述之提取方法，其中所述界面活性劑包括非離子界面活性劑。 307.  如實施例306所述之提取方法，其中所述非離子界面活性劑包括以下各者中之至少一者：十六烷基醇、硬脂醇、鯨蠟硬脂醇、油醇、聚氧乙烯二醇烷基醚、八乙二醇單十二烷基醚、葡糖苷烷基醚、癸基葡糖苷、聚氧乙烯二醇辛基酚醚、辛基酚乙氧基化物（Triton X-100™）、壬苯醇醚-9、月桂酸甘油酯、聚山梨醇酯以及泊洛沙姆。 308.  如實施例267至實施例307中任一項所述之提取方法，更包括將所述多個矽藻之矽藻殼分散於添加劑組分中。 309.  如實施例308所述之提取方法，其中將所述多個矽藻之矽藻殼分散於添加劑組分中在將所述多個矽藻之矽藻殼分散於所述界面活性劑中之前。 310.  如實施例308所述之提取方法，其中將所述多個矽藻之矽藻殼分散於添加劑組分中在將所述多個矽藻之矽藻殼分散於所述界面活性劑中之後。 311.  如實施例308所述之提取方法，其中將所述多個矽藻之矽藻殼分散於添加劑組分中與將所述多個矽藻之矽藻殼分散於所述界面活性劑中至少部分同步。 312.  如實施例308至311中任一項所述之提取方法，其中所述添加劑組分包括以下各者中之至少一者：氯化鉀、氯化銨、氫氧化銨以及氫氧化鈉。 313.  如實施例269至實施例312中任一項所述之提取方法，其中將所述多個矽藻之矽藻殼部分分散於所述分散溶劑中包括獲得包括約1重量百分比至約5重量百分比之所述多個矽藻之矽藻殼部分之分散液。 314.  如實施例270至實施例313中任一項所述之提取方法，其中移除所述有機污染物包括在漂白劑存在下加熱所述多個矽藻之矽藻殼部分。 315.  如實施例314所述之提取方法，其中所述漂白劑包括過氧化氫及硝酸中之至少一者。 316.  如實施例315所述之提取方法，其中加熱包括於溶液中加熱所述多個矽藻之矽藻殼部分，所述溶液包括量在約10體積百分比至約20體積百分比之範圍內之過氧化氫。 317.  如實施例314至實施例316中任一項所述之提取方法，其中加熱包括加熱所述多個矽藻之矽藻殼部分持續約5分鐘至約15分鐘。 318.  如實施例270至實施例317中任一項所述之提取方法，其中移除所述有機污染物包括將所述多個矽藻之矽藻殼部分退火。 319.  如實施例270至實施例218中任一項所述之提取方法，其中移除所述無機污染物包括組合所述多個矽藻之矽藻殼部分與鹽酸及硫酸中之至少一者。 320.  如實施例319所述之提取方法，其中所述組合包括於溶液中混合所述多個矽藻之矽藻殼部分，所述溶液包括約15體積百分比至約25體積百分比之鹽酸。 321.  如實施例320所述之提取方法，其中所述混合持續約20分鐘至約40分鐘。 322.  一種於矽藻之矽藻殼部分上形成銀奈米結構之方法，所述方法包括： 於所述矽藻之矽藻殼之表面上形成銀晶種； 以及於所述晶種層上形成奈米結構。 323.  如實施例322所述之形成方法，其中所述奈米結構包括以下各者中之至少一者：塗層、奈米線、奈米板、奈米粒子之緻密陣列、奈米帶以及奈米盤。 324.  如實施例322或實施例323所述之形成方法，其中所述奈米結構包括銀。 325.  如實施例322至實施例324中任一項所述之形成方法，其中形成所述銀晶種層包括將循環加熱方案應用於第一銀貢獻組分及所述矽藻之矽藻殼部分。 326.  如實施例325所述之形成方法，其中應用所述循環加熱方案包括應用循環微波功率。 327.  如實施例326所述之形成方法，其中應用所述循環微波功率包括使微波功率在約100瓦特與500瓦特之間交替。 328.  如實施例327所述之形成方法，其中交替包括使所述微波功率每分鐘進行交替。 329.  如實施例327或實施例328所述之形成方法，其中交替包括使所述微波功率交替持續約30分鐘。 330.  如實施例327或實施例328所述之形成方法，其中交替包括使所述微波功率交替持續約20分鐘至約40分鐘。 331.  如實施例322至實施例330中任一項所述之形成方法，其中形成所述銀晶種層包括組合所述矽藻之矽藻殼部分與晶種層溶液。 332.  如實施例331所述之形成方法，其中所述晶種層溶液包括所述第一銀貢獻組分及晶種層還原劑。 333.  如實施例332所述之形成方法，其中所述晶種層還原劑為晶種層溶劑。 334.  如實施例333所述之形成方法，其中所述晶種層還原劑及所述晶種層溶劑包括聚乙二醇。 335.  如實施例331所述之形成方法，其中所述晶種層溶液包括所述第一銀貢獻組分、晶種層還原劑以及晶種層溶劑。 336.  如實施例331至實施例335中任一項所述之形成方法，其中形成所述銀晶種層更包括混合所述矽藻之矽藻殼部分與所述晶種層溶液。 337.  如實施例336所述之形成方法，其中混合包括超音波處理。 338.  如實施例337所述之形成方法，其中所述晶種層還原劑包括N,N-二甲基甲醯胺，所述第一銀貢獻組分包括硝酸銀，且所述晶種層溶劑包括水及聚乙烯吡咯啶酮中之至少一者。 339.  如實施例322至實施例338中任一項所述之形成方法，其中形成所述奈米結構包括組合所述矽藻之矽藻殼部分與奈米結構形成還原劑。 340.  如實施例339所述之形成方法，其中形成所述奈米結構更包括在組合所述矽藻之矽藻殼部分與所述奈米結構形成還原劑之後加熱所述矽藻之矽藻殼部分。 341.  如實施例340所述之形成方法，其中加熱包括加熱至約120℃至約160℃之溫度。 342.  如實施例340或實施例341所述之形成方法，其中形成所述奈米結構更包括用滴定溶液滴定所述矽藻之矽藻殼部分，所述滴定溶液包括奈米結構形成溶劑及第二銀貢獻組分。 343.  如實施例342所述之形成方法，其中形成所述奈米結構更包括在用所述滴定溶液滴定所述矽藻之矽藻殼部分之後進行混合。 344.  如實施例339至實施例343中任一項所述之形成方法，其中所述晶種層還原劑及所述奈米結構形成還原劑中之至少一者包括以下各者中之至少一者：肼、甲醛、葡萄糖、酒石酸鈉、草酸、甲酸、抗壞血酸以及乙二醇。 345.  如實施例342至實施例344中任一項所述之形成方法，其中所述第一銀貢獻組分及所述第二銀貢獻組分中之至少一者包括銀鹽及氧化銀中之至少一者。 346.  如實施例345所述之形成方法，其中所述銀鹽包括以下各者中之至少一者：硝酸銀及含氨硝酸銀、氯化銀（AgCl）、氰化銀（AgCN）、四氟硼酸銀、六氟磷酸銀以及乙基硫酸銀。 347.  如實施例322至實施例346中任一項所述之形成方法，其中形成所述奈米結構在環境中進行以減少氧化物形成。 348.  如實施例347所述之形成方法，其中所述環境包括在氬氣氛圍下。 349.  如實施例342至實施例348中任一項所述之形成方法，其中所述晶種層溶劑及所述奈米結構形成溶劑中之至少一者包括以下各者中之至少一者：丙二醇、水、甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-甲氧基-2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、1-己醇、2-己醇、3-己醇、辛醇、1-辛醇、2-辛醇、3-辛醇、四氫糠醇（THFA）、環己醇、環戊醇、萜品醇、丁內酯；甲基乙基醚、乙醚、乙基丙基醚、聚醚、二酮、環己酮、環戊酮、環庚酮、環辛酮、丙酮、二苯甲酮、乙醯基丙酮、苯乙酮、環丙酮、異佛爾酮、甲基乙基酮、乙酸乙酯、己二酸二甲酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、戊二酸二甲酯、丁二酸二甲酯、丙三醇乙酸酯、羧酸酯、碳酸丙二酯、丙三醇、二醇、三醇、四醇、五醇、乙二醇、二乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、乙二醇醚、二醇醚乙酸酯、1,4-丁二醇、1,2-丁二醇、2,3-丁二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,8-辛二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、1,2-戊二醇、驅蚊醇、對薄荷烷-3,8-二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、四甲基脲、N-甲基吡咯啶酮、乙腈、四氫呋喃（THF）、二甲基甲醯胺（DMF）、N-甲基甲醯胺（NMF）、二甲亞碸（DMSO）、亞硫醯氯以及硫醯氯。 350.  如實施例322至實施例349中任一項所述之形成方法，其中所述矽藻之矽藻殼部分包括破裂矽藻之矽藻殼部分。 351.  如實施例322至實施例349中任一項所述之形成方法，其中所述矽藻之矽藻殼部分包括完整矽藻之矽藻殼部分。 352.  如實施例322至實施例351中任一項所述之形成方法，其中所述矽藻之矽藻殼部分經由矽藻之矽藻殼部分分離方法獲得。 353.  如實施例352所述之形成方法，其中所述方法包括使用降低多個矽藻之矽藻殼部分聚結之界面活性劑及使用盤式堆疊離心機中之至少一者。 354.  一種於矽藻之矽藻殼部分上形成氧化鋅奈米結構之方法，所述方法包括： 於所述矽藻之矽藻殼部分之表面上形成氧化鋅晶種層；以及 於所述氧化鋅晶種層上形成奈米結構。 355.  如實施例354所述之形成方法，其中所述奈米結構包括以下各者中之至少一者：奈米線、奈米板、奈米粒子之緻密陣列、奈米帶以及奈米盤。 356.  如實施例354或實施例355所述之形成方法，其中所述奈米結構包括氧化鋅。 357.  如實施例354至實施例356中任一項所述之形成方法，其中形成所述氧化鋅晶種層包括加熱第一鋅貢獻組分及所述矽藻之矽藻殼部分。 358.  如實施例357所述之形成方法，其中加熱所述第一鋅貢獻組分及所述矽藻之矽藻殼部分包括加熱至約175℃至約225℃範圍內之溫度。 359.  如實施例354至實施例358中任一項所述之形成方法，其中形成所述奈米結構包括在包括第二鋅貢獻組分之奈米結構形成溶液存在下將加熱方案應用於具有所述氧化鋅晶種層之所述矽藻之矽藻殼部分。 360.  如實施例359所述之形成方法，其中所述加熱方案包括加熱至奈米結構形成溫度。 361.  如實施例360所述之形成方法，其中所述奈米結構形成溫度為約80℃至約100℃。 362.  如實施例360或實施例361所述之形成方法，其中所述加熱持續約一小時至約三小時。 363.  如實施例359至實施例362中任一項所述之形成方法，其中所述加熱方案包括應用循環加熱程序。 364.  如實施例363所述之形成方法，其中所述循環加熱程序包括將微波加熱應用於具有所述氧化鋅晶種層之所述矽藻之矽藻殼部分維持加熱持續時間且接著將所述微波加熱關閉維持冷卻持續時間，達到總循環加熱持續時間。 365.  如實施例364所述之形成方法，其中所述加熱持續時間為約1分鐘至約5分鐘。 366.  如實施例364或實施例365所述之形成方法，其中所述冷卻持續時間為約30秒至約5分鐘。 367.  如實施例364至實施例366中任一項所述之形成方法，其中所述總循環加熱持續時間為約5分鐘至約20分鐘。 368.  如實施例364至實施例367中任一項所述之形成方法，其中應用所述微波加熱包括應用約480瓦特至約520瓦特之微波功率。 369.  如實施例364至實施例367中任一項所述之形成方法，其中應用所述微波加熱包括應用約80瓦特至約120瓦特之微波功率。 370.  如實施例359至實施例369中任一項所述之形成方法，其中所述第一鋅貢獻組分及所述第二鋅貢獻組分中之至少一者包括以下各者中之至少一者：乙酸鋅、乙酸鋅水合物、硝酸鋅、硝酸鋅六水合物、氯化鋅、硫酸鋅以及鋅酸鈉。 371.  如實施例359至實施例370中任一項所述之形成方法，其中所述奈米結構形成溶液包括鹼。 372.  如實施例371所述之形成方法，其中所述鹼包括以下各者中之至少一者：氫氧化鈉、氫氧化銨、氫氧化鉀、氫氧化四甲基銨、氫氧化鋰、六亞甲基四胺、氨溶液、碳酸鈉以及乙二胺。 373.  如實施例354至實施例372中任一項所述之形成方法，其中形成所述奈米結構更包括添加添加劑組分。 374.  如實施例373所述之形成方法，其中所述添加劑組分包括以下各者中之至少一者：三丁胺、三乙胺、三乙醇胺、二異丙胺、磷酸銨、1,6-己二醇、三乙基二乙醇（triethyldiethylnol）、異丙胺、環己胺、正丁胺、氯化銨、六亞甲基四胺、乙二醇、乙醇胺（ethanoamine）、聚乙烯醇、聚乙二醇、十二烷基硫酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨以及尿素。 375.  如實施例359至實施例374中任一項所述之形成方法，其中所述奈米結構形成溶液及氧化鋅晶種層形成溶液中之至少一者包括溶劑，所述溶劑包括以下各者中之至少一者：丙二醇、水、甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-甲氧基-2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、1-己醇、2-己醇、3-己醇、辛醇、1-辛醇、2-辛醇、3-辛醇、四氫糠醇（THFA）、環己醇、環戊醇、萜品醇、丁內酯；甲基乙基醚、乙醚、乙基丙基醚、聚醚、二酮、環己酮、環戊酮、環庚酮、環辛酮、丙酮、二苯甲酮、乙醯基丙酮、苯乙酮、環丙酮、異佛爾酮、甲基乙基酮、乙酸乙酯、己二酸二甲酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、戊二酸二甲酯、丁二酸二甲酯、丙三醇乙酸酯、羧酸酯、碳酸丙二酯、丙三醇、二醇、三醇、四醇、五醇、乙二醇、二乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、乙二醇醚、二醇醚乙酸酯、1,4-丁二醇、1,2-丁二醇、2,3-丁二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,8-辛二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、1,2-戊二醇、驅蚊醇、對薄荷烷-3,8-二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、四甲基脲、N-甲基吡咯啶酮、乙腈、四氫呋喃（THF）、二甲基甲醯胺（DMF）、N-甲基甲醯胺（NMF）、二甲亞碸（DMSO）、亞硫醯氯以及硫醯氯。 376.  如實施例354至實施例375中任一項所述之形成方法，其中所述矽藻之矽藻殼部分包括破裂矽藻之矽藻殼部分。 377.  如實施例354至實施例375中任一項所述之形成方法，其中所述矽藻之矽藻殼部分包括完整矽藻之矽藻殼部分。 378.  如實施例354至實施例375中任一項所述之形成方法，其中所述矽藻之矽藻殼部分經由矽藻之矽藻殼部分分離方法獲得。 379.  如實施例378所述之形成方法，其中所述方法包括使用降低多個矽藻之矽藻殼部分聚結之界面活性劑及使用盤式堆疊離心機中之至少一者。 380.  一種於矽藻之矽藻殼部分上形成碳奈米結構之方法，所述方法包括： 於所述矽藻之矽藻殼部分之表面上形成金屬晶種層；以及 於所述晶種層上形成碳奈米結構。 381.  如實施例380所述之形成方法，其中所述碳奈米結構包括碳奈米管。 382.  如實施例381所述之形成方法，其中所述碳奈米管包括單壁碳奈米管及多壁碳奈米管中之至少一者。 383.  如實施例380至實施例382中任一項所述之形成方法，其中形成所述金屬晶種層包括噴塗所述矽藻之矽藻殼部分之所述表面。 384.  如實施例380至實施例383中任一項所述之形成方法，其中形成所述金屬晶種層包括將所述矽藻之矽藻殼部分之所述表面引入至包括所述金屬之液體、包括所述金屬之氣體以及包括金屬之所述固體中之至少一者。 385.  如實施例380至實施例384中任一項所述之形成方法，其中形成所述碳奈米結構包括使用化學氣相沈積（CVD）。 386.  如實施例380至實施例385中任一項所述之形成方法，其中形成所述碳奈米結構包括在使所述矽藻之矽藻殼部分暴露於奈米結構形成碳氣體之後使所述矽藻之矽藻殼部分暴露於奈米結構形成還原氣體。 387.  如實施例380至實施例385中任一項所述之形成方法，其中形成所述碳奈米結構包括在使所述矽藻之矽藻殼部分暴露於奈米結構形成碳氣體之前使所述矽藻之矽藻殼部分暴露於奈米結構形成還原氣體。 388.  如實施例380至實施例385中任一項所述之形成方法，其中形成所述碳奈米結構包括使所述矽藻之矽藻殼部分暴露於奈米結構形成混合氣體，所述奈米結構形成混合氣體包括奈米結構形成還原氣體及奈米結構形成碳氣體。 389.  如實施例388所述之形成方法，其中所述奈米結構形成混合氣體更包括惰性氣體。 390.  如實施例389所述之形成方法，其中所述惰性氣體包括氬氣。 391.  如實施例380至實施例390中任一項所述之形成方法，其中所述金屬包括以下各者中之至少一者：鎳、鐵、鈷、鈷-鉬（molibdenium）雙金屬、銅、金、銀、鉑、鈀、錳、鋁、鎂、鉻、銻、鋁-鐵-鉬（Al/Fe/Mo）、五羰基鐵（Fe(CO)5 ）、硝酸鐵(III)六水合物（Fe(NO3 )3 • 6H2 O）、氯化鈷(II)六水合物（CoCl2 • 6H2 O）、鉬酸銨四水合物（(NH4 )6 Mo7 O24 • 4H2 O）、二氯二氧化鉬(VI) MoO2 Cl2 以及氧化鋁奈米細粉。 392.  如實施例286至實施例391中任一項所述之形成方法，其中所述奈米結構形成還原氣體包括氨氣、氮氣以及氫氣中之至少一者。 393.  如實施例286至實施例392中任一項所述之形成方法，其中所述奈米結構形成碳氣體包括以下各者中之至少一者：乙炔、乙烯、乙醇、甲烷、碳氧化物以及苯。 394.  如實施例380至實施例393中任一項所述之形成方法，其中形成所述金屬晶種層包括形成銀晶種層。 395.  如實施例394所述之形成方法，其中形成所述銀晶種層包括於所述矽藻之矽藻殼部分之表面上形成銀奈米結構。 396.  如實施例380至實施例395中任一項所述之形成方法，其中所述矽藻之矽藻殼部分包括破裂矽藻之矽藻殼部分。 397.  如實施例380至實施例395中任一項所述之形成方法，其中所述矽藻之矽藻殼部分包括完整矽藻之矽藻殼部分。 398.  如實施例380至實施例397中任一項所述之形成方法，其中所述矽藻之矽藻殼部分經由矽藻之矽藻殼部分分離方法獲得。 399.  如實施例398所述之形成方法，其中所述方法包括使用降低多個矽藻之矽藻殼部分聚結之界面活性劑及使用盤式堆疊離心機中之至少一者。 400.  一種製造銀墨水之方法，所述方法包括： 組合紫外光敏感性組分及多個矽藻之矽藻殼部分，於所述多個矽藻之矽藻殼部分之表面上具有銀奈米結構，所述表面包括多個孔洞。 401.  如實施例400所述之製造方法，更包括於所述多個矽藻之矽藻殼部分之表面上形成銀晶種層。 402.  如實施例400或實施例401所述之製造方法，更包括於所述晶種層上形成所述銀奈米結構。 403.  如實施例400至實施例402中任一項所述之製造方法，其中所述多個矽藻之矽藻殼部分包括多個破裂矽藻之矽藻殼部分。 404.  如實施例400至實施例403中任一項所述之製造方法，其中所述多個矽藻之矽藻殼部分包括多個矽藻之矽藻殼薄片。 405.  如實施例400至實施例404中任一項所述之製造方法，其中所述銀墨水可以固化之後厚度為約5微米至約15微米之層沈積。 406.  如實施例400至實施例405中任一項所述之製造方法，其中所述多個孔洞中之至少一者包括約250奈米至約350奈米之直徑。 407.  如實施例400至實施例406中任一項所述之製造方法，其中所述銀奈米結構包括約10奈米至約500奈米之厚度。 408.  如實施例400至實施例407中任一項所述之製造方法，其中所述銀墨水包括量在約50重量百分比至約80重量百分比範圍內之矽藻之矽藻殼。 409.  如實施例401至實施例408中任一項所述之製造方法，其中形成所述銀晶種層包括於所述多個孔洞內之表面上形成所述銀晶種層以形成多個銀晶種鍍敷之孔洞。 410.  如實施例401至實施例409中任一項所述之製造方法，其中形成所述銀晶種層包括於所述多個矽藻之矽藻殼部分之大體上所有表面上形成所述銀晶種層。 411.  如實施例402至實施例410中任一項所述之製造方法，其中形成所述銀奈米結構包括於所述多個孔洞內之表面上形成所述銀奈米結構以形成多個銀奈米結構鍍敷之孔洞。 412.  如實施例402至實施例411中任一項所述之製造方法，其中形成所述銀奈米結構包括於所述多個矽藻之矽藻殼部分之大體上所有表面上形成所述銀奈米結構。 413.  如實施例400至實施例412中任一項所述之製造方法，其中所述紫外光敏感性組分對波長比所述多個孔洞之尺寸短之光學輻射敏感。 414.  如實施例411至實施例413中任一項所述之製造方法，其中所述紫外光敏感性組分對波長比所述多個銀晶種鍍敷之孔洞及所述多個銀奈米結構鍍敷之孔洞中之至少一者之尺寸短的光學輻射敏感。 415.  如實施例400至實施例414中任一項所述之製造方法，其中組合所述多個矽藻之矽藻殼部分與所述紫外光敏感性組分包括組合所述多個矽藻之矽藻殼部分與光起始增效劑。 416.  如實施例415所述之製造方法，其中所述光起始增效劑包括以下各者中之至少一者：乙氧基化己二醇丙烯酸酯、丙氧基化己二醇丙烯酸酯、乙氧基化三甲基丙三丙烯酸酯、三聚氰酸三烯丙酯以及丙烯酸化胺。 417.  如實施例400至實施例416中任一項所述之製造方法，其中組合所述多個矽藻之矽藻殼部分與所述紫外光敏感性組分包括組合所述多個矽藻之矽藻殼部分與光起始劑。 418.  如實施例417所述之製造方法，其中所述光起始劑包括2-甲基-1-(4-甲硫基)苯基-2-嗎啉基-1-丙酮及異丙基硫雜蒽酮中之至少一者。 419.  如實施例400至實施例418中任一項所述之製造方法，其中組合所述多個矽藻之矽藻殼部分與所述紫外光敏感性組分包括組合所述多個矽藻之矽藻殼部分與極性乙烯系單體。 420.  如實施例419所述之製造方法，其中所述極性乙烯系單體包括N-乙烯基-吡咯啶酮及N-乙烯基己內醯胺中之至少一者。 421.  如實施例400至實施例420中任一項所述之製造方法，更包括組合所述多個矽藻之矽藻殼部分與流變改質劑。 422.  如實施例400至實施例421中任一項所述之製造方法，更包括組合所述多個矽藻之矽藻殼部分與交聯劑。 423.  如實施例400至實施例422中任一項所述之製造方法，更包括組合所述多個矽藻之矽藻殼部分與助流勻劑。 424.  如實施例400至實施例423中任一項所述之製造方法，更包括組合所述多個矽藻之矽藻殼部分與黏著促進劑、潤濕劑以及降黏劑中之至少一者。 425.  如實施例400至實施例424中任一項所述之製造方法，其中所述銀奈米結構包括以下各者中之至少一者：塗層、奈米線、奈米板、奈米粒子之緻密陣列、奈米帶以及奈米盤。 426.  如實施例401至實施例425中任一項所述之製造方法，其中形成所述銀晶種層包括將循環加熱方案應用於第一銀貢獻組分及所述多個矽藻之矽藻殼部分。 427.  如實施例401至實施例426中任一項所述之製造方法，其中形成所述銀晶種層包括組合所述矽藻之矽藻殼部分與晶種層溶液。 428.  如實施例427所述之製造方法，其中所述晶種層溶液包括所述第一銀貢獻組分及晶種層還原劑。 429.  如實施例402至實施例428中任一項所述之製造方法，其中形成所述銀奈米結構包括組合所述矽藻之矽藻殼部分與奈米結構形成還原劑。 430.  如實施例429所述之製造方法，其中形成所述銀奈米結構更包括在組合所述矽藻之矽藻殼部分與所述奈米結構形成還原劑之後加熱所述矽藻之矽藻殼部分。 431.  如實施例402至實施例430中任一項所述之製造方法，其中形成所述銀奈米結構更包括用滴定溶液滴定所述矽藻之矽藻殼部分，所述滴定溶液包括奈米結構形成溶劑及第二銀貢獻組分。 432.  如實施例400至實施例431中任一項所述之製造方法，其中所述多個矽藻之矽藻殼部分經由矽藻之矽藻殼部分分離方法獲得。 433.  如實施例432所述之製造方法，其中所述方法包括使用降低多個矽藻之矽藻殼部分聚結之界面活性劑及使用盤式堆疊離心機中之至少一者。 434.  一種導電銀墨水，包括： 紫外光敏感性組分；以及 多個矽藻之矽藻殼部分，於所述多個矽藻之矽藻殼部分之表面上具有銀奈米結構，所述表面包括多個孔洞。 435.  如實施例434所述之導電銀墨水，其中所述多個矽藻之矽藻殼部分包括多個破裂矽藻之矽藻殼部分。 436.  如實施例434或實施例435所述之導電銀墨水，其中所述多個矽藻之矽藻殼部分包括多個矽藻之矽藻殼薄片。 437.  如實施例434至實施例436中任一項所述之導電銀墨水，其中所述銀墨水可以固化之後厚度為約5微米至約15微米之層沈積。 438.  如實施例434至實施例437中任一項所述之導電銀墨水，其中所述多個孔洞中之至少一者包括約250奈米至約350奈米之直徑。 439.  如實施例434至實施例438中任一項所述之導電銀墨水，其中所述銀奈米結構包括約10奈米至約500奈米之厚度。 440.  如實施例434至實施例439中任一項所述之導電銀墨水，其中所述銀墨水包括量在約50重量百分比至約80重量百分比範圍內之矽藻之矽藻殼。 441.  如實施例434至實施例440中任一項所述之導電銀墨水，其中所述多個孔洞中之至少一者包括具有銀奈米結構之表面。 442.  如實施例434至實施例441中任一項所述之導電銀墨水，其中所述多個孔洞中之至少一者包括具有銀晶種層之表面。 443.  如實施例434至實施例442中任一項所述之導電銀墨水，其中所述多個矽藻之矽藻殼部分之大體上所有表面包括銀奈米結構。 444.  如實施例434至實施例443中任一項所述之導電銀墨水，其中所述紫外光敏感性組分對波長比所述多個孔洞之尺寸短之光學輻射敏感。 445.  如實施例434至實施例444中任一項所述之導電銀墨水，其中所述導電銀墨水可藉由紫外輻射固化。 446.  如實施例445所述之導電銀墨水，其中所述導電銀墨水可在以固化之後厚度約5微米至約15微米之層沈積時發生固化。 447.  如實施例445或實施例446所述之導電銀墨水，其中所述多個孔洞之尺寸經配置以使所述紫外輻射穿過所述多個矽藻之矽藻殼部分。 448.  如實施例434至實施例447中任一項所述之導電銀墨水，其中所述導電銀墨水可熱固化。 449.  如實施例434至實施例448中任一項所述之導電銀墨水，其中所述紫外光敏感性組分包括光起始增效劑。 450.  如實施例449所述之導電銀墨水，其中所述光起始增效劑包括以下各者中之至少一者：乙氧基化己二醇丙烯酸酯、丙氧基化己二醇丙烯酸酯、乙氧基化三甲基丙三丙烯酸酯、三聚氰酸三烯丙酯以及丙烯酸化胺。 451.  如實施例434至實施例450中任一項所述之導電銀墨水，其中所述紫外光敏感性組分包括光起始劑。 452.  如實施例451所述之導電銀墨水，其中所述光起始劑包括2-甲基-1-(4-甲硫基)苯基-2-嗎啉基-1-丙酮及異丙基硫雜蒽酮中之至少一者。 453.  如實施例434至實施例452中任一項所述之導電銀墨水，其中所述紫外光敏感性組分包括極性乙烯系單體。 454.  如實施例453所述之導電銀墨水，其中所述極性乙烯系單體包括N-乙烯基-吡咯啶酮及N-乙烯基己內醯胺中之至少一者。 455.  如實施例434至實施例454中任一項所述之導電銀墨水，更包括以下各者中之至少一者：流變改質劑、交聯劑、助流勻劑、黏著促進劑、潤濕劑以及降黏劑。 456.  如實施例434至實施例455中任一項所述之導電銀墨水，其中所述銀奈米結構包括以下各者中之至少一者：塗層、奈米線、奈米板、奈米粒子之緻密陣列、奈米帶以及奈米盤。 457.  一種製造銀薄膜之方法，所述方法包括： 使包括紫外光敏感性組分及多個矽藻之矽藻殼部分之混合物固化，於所述多個矽藻之矽藻殼部分之表面上具有銀奈米結構，所述表面包括多個孔洞。 458.  如實施例457所述之製造方法，更包括於所述多個矽藻之矽藻殼部分之表面上形成銀晶種層。 459.  如實施例457或實施例458所述之製造方法，更包括於所述晶種層上形成所述銀奈米結構。 460.  如實施例457至實施例459中任一項所述之製造方法，更包括組合所述多個矽藻之矽藻殼部分與所述紫外光敏感性組分以形成銀墨水。 461.  如實施例457至實施例460中任一項所述之製造方法，其中所述多個矽藻之矽藻殼部分包括多個破裂矽藻之矽藻殼部分。 462.  如實施例457至實施例461中任一項所述之製造方法，其中所述多個矽藻之矽藻殼部分包括多個矽藻之矽藻殼薄片。 463.  如實施例460至實施例462中任一項所述之製造方法，其中所述銀墨水可以固化之後厚度為約5微米至約15微米之層沈積。 464.  如實施例457至實施例463中任一項所述之製造方法，其中所述多個孔洞中之至少一者包括約250奈米至約350奈米之直徑。 465.  如實施例457至實施例464中任一項所述之製造方法，其中所述銀奈米結構包括約10奈米至約500奈米之厚度。 466.  如實施例460至實施例465中任一項所述之製造方法，其中所述銀墨水包括量在約50重量百分比至約80重量百分比範圍內之矽藻之矽藻殼。 467.  如實施例458至實施例466中任一項所述之製造方法，其中形成所述銀晶種層包括於所述多個孔洞內之表面上形成所述銀晶種層以形成多個銀晶種鍍敷之孔洞。 468.  如實施例458至實施例467中任一項所述之製造方法，其中形成所述銀晶種層包括於所述多個矽藻之矽藻殼部分之大體上所有表面上形成所述銀晶種層。 469.  如實施例459至實施例468中任一項所述之製造方法，其中形成所述銀奈米結構包括於所述多個孔洞內之表面上形成所述銀奈米結構以形成多個銀奈米結構鍍敷之孔洞。 470.  如實施例459至實施例469中任一項所述之製造方法，其中形成所述銀奈米結構包括於所述多個矽藻之矽藻殼部分之大體上所有表面上形成所述銀奈米結構。 471.  如實施例457至實施例470中任一項所述之製造方法，其中使所述混合物固化包括使所述混合物暴露於波長比所述多個孔洞之尺寸短的紫外光。 472.  如實施例469至實施例471中任一項所述之製造方法，其中使所述混合物固化包括使所述混合物暴露於波長比所述多個銀晶種鍍敷之孔洞及所述多個銀奈米結構鍍敷之孔洞中之至少一者之尺寸短的紫外光。 473.  如實施例457至實施例472中任一項所述之製造方法，其中使所述混合物固化包括使所述混合物熱固化。 474.  如實施例457至實施例473中任一項所述之製造方法，其中所述紫外光敏感性組分對波長比所述多個孔洞之尺寸短之光學輻射敏感。 475.  如實施例469至實施例474中任一項所述之製造方法，其中所述紫外光敏感性組分對波長比所述多個銀晶種鍍敷之孔洞及所述多個銀奈米結構鍍敷之孔洞中之至少一者之尺寸短的光學輻射敏感。 476.  如實施例460至實施例475中任一項所述之製造方法，其中組合所述多個矽藻之矽藻殼部分與所述紫外光敏感性組分包括組合所述多個矽藻之矽藻殼部分與光起始增效劑。 477.  如實施例476所述之製造方法，其中所述光起始增效劑包括以下各者中之至少一者：乙氧基化己二醇丙烯酸酯、丙氧基化己二醇丙烯酸酯、乙氧基化三甲基丙三丙烯酸酯、三聚氰酸三烯丙酯以及丙烯酸化胺。 478.  如實施例460至實施例477中任一項所述之製造方法，其中組合所述多個矽藻之矽藻殼部分與所述紫外光敏感性組分包括組合所述多個矽藻之矽藻殼部分與光起始劑。 479.  如實施例478所述之製造方法，其中所述光起始劑包括2-甲基-1-(4-甲硫基)苯基-2-嗎啉基-1-丙酮及異丙基硫雜蒽酮中之至少一者。 480.  如實施例460至實施例479中任一項所述之製造方法，其中組合所述多個矽藻之矽藻殼部分與所述紫外光敏感性組分包括組合所述多個矽藻之矽藻殼部分與極性乙烯系單體。 481.  如實施例480所述之製造方法，其中所述極性乙烯系單體包括N-乙烯基-吡咯啶酮及N-乙烯基己內醯胺中之至少一者。 482.  如實施例457至實施例481中任一項所述之製造方法，更包括組合所述多個矽藻之矽藻殼部分與流變改質劑。 483.  如實施例457至實施例482中任一項所述之製造方法，更包括組合所述多個矽藻之矽藻殼部分與交聯劑。 484.  如實施例457至實施例483中任一項所述之製造方法，更包括組合所述多個矽藻之矽藻殼部分與助流勻劑。 485.  如實施例457至實施例484中任一項所述之製造方法，更包括組合所述多個矽藻之矽藻殼部分與黏著促進劑、潤濕劑以及降黏劑中之至少一者。 486.  如實施例457至實施例485中任一項所述之製造方法，其中所述銀奈米結構包括以下各者中之至少一者：塗層、奈米線、奈米板、奈米粒子之緻密陣列、奈米帶以及奈米盤。 487.  如實施例458至實施例486中任一項所述之製造方法，其中形成所述銀晶種層包括將循環加熱方案應用於第一銀貢獻組分及所述多個矽藻之矽藻殼部分。 488.  如實施例458至實施例487中任一項所述之製造方法，其中形成所述銀晶種層包括組合所述矽藻之矽藻殼部分與晶種層溶液。 489.  如實施例488所述之製造方法，其中所述晶種層溶液包括所述第一銀貢獻組分及晶種層還原劑。 490.  如實施例459至實施例489中任一項所述之製造方法，其中形成所述銀奈米結構包括組合所述矽藻之矽藻殼部分與奈米結構形成還原劑。 491.  如實施例490所述之製造方法，其中形成所述銀奈米結構更包括在組合所述矽藻之矽藻殼部分與所述奈米結構形成還原劑之後加熱所述矽藻之矽藻殼部分。 492.  如實施例459至實施例491中任一項所述之製造方法，其中形成所述銀奈米結構更包括用滴定溶液滴定所述矽藻之矽藻殼部分，所述滴定溶液包括奈米結構形成溶劑及第二銀貢獻組分。 493.  如實施例457至實施例492中任一項所述之製造方法，其中所述多個矽藻之矽藻殼部分經由矽藻之矽藻殼部分分離方法獲得。 494.  如實施例493所述之製造方法，其中所述方法包括使用界面活性劑以降低多個矽藻之矽藻殼部分聚結及使用盤式堆疊離心機中之至少一者。 495.  一種導電銀薄膜，包括： 多個矽藻之矽藻殼部分，在所述多個矽藻之矽藻殼部分中之每一者之表面上具有銀奈米結構，所述表面包括多個孔洞。 496.  如實施例495所述之導電銀薄膜，其中所述多個矽藻之矽藻殼部分包括多個破裂矽藻之矽藻殼部分。 497.  如實施例495或實施例496中任一項所述之導電銀薄膜法，其中所述多個矽藻之矽藻殼部分包括多個矽藻之矽藻殼薄片。 498.  如實施例495至實施例497中任一項所述之導電銀薄膜，其中所述多個孔洞中之至少一者包括約250奈米至約350奈米之直徑。 499.  如實施例495至實施例498中任一項所述之導電銀薄膜，其中所述銀奈米結構包括約10奈米至約500奈米之厚度。 500.  如實施例495至實施例499中任一項所述之導電銀薄膜，其中所述多個孔洞中之至少一者包括具有銀奈米結構之表面。 501.  如實施例495至實施例500中任一項所述之導電銀薄膜，其中所述多個孔洞中之至少一者包括具有銀晶種層之表面。 502.  如實施例495至實施例501中任一項所述之導電銀薄膜，其中所述多個矽藻之矽藻殼部分之大體上所有表面包括銀奈米結構。 503.  如實施例495至實施例502中任一項所述之導電銀薄膜，其中所述銀奈米結構包括以下各者中之至少一者：塗層、奈米線、奈米板、奈米粒子之緻密陣列、奈米帶以及奈米盤。 504.  如實施例495至實施例503中任一項所述之導電銀薄膜，更包括黏合劑樹脂。 505.  一種印刷能量儲存裝置，包括： 第一電極； 第二電極；以及 所述第一電極與所述第二電極之間的隔膜，所述第一電極與所述第二電極中之至少一者包含包括含錳奈米結構之多個矽藻殼。 506.  如實施例505所述之印刷能量儲存裝置，其中所述矽藻殼具有大體上均勻的特性，所述大體上均勻的特性包含以下各者中之至少一者：矽藻殼形狀、矽藻殼尺寸、矽藻殼孔隙度、矽藻殼機械強度、矽藻殼材料以及矽藻殼破碎程度。 507.  如實施例505或實施例506所述之印刷能量儲存裝置，其中所述含錳奈米結構包括錳氧化物。 508.  如實施例507所述之印刷能量儲存裝置，其中所述錳氧化物包括氧化錳(II，III)。 509.  如實施例507或實施例508所述之印刷能量儲存裝置，其中所述錳氧化物包括氧氫氧化錳。 510.  如實施例505至實施例509中任一項所述之印刷能量儲存裝置，其中所述第一電極及所述第二電極中之至少一者包括包括氧化鋅奈米結構之矽藻殼。 511.  如實施例510所述之印刷能量儲存裝置，其中所述氧化鋅奈米結構包括奈米線及奈米板中之至少一者。 512.  如實施例505至實施例511中任一項所述之印刷能量儲存裝置，其中所述含錳奈米結構覆蓋所述矽藻殼之大體上所有表面。 513.  一種能量儲存裝置之膜，所述膜包括包括含錳奈米結構之矽藻殼。 514.  如實施例513所述之能量儲存裝置之膜，其中所述含錳奈米結構包括錳氧化物。 515.  如實施例514所述之能量儲存裝置之膜，其中所述錳氧化物包括氧化錳(II，III)。 516.  如實施例514或實施例515所述之能量儲存裝置之膜，其中所述錳氧化物包括氧氫氧化錳。 517.  如實施例513至實施例516中任一項所述之能量儲存裝置之膜，其中至少一些所述含錳奈米結構包括奈米纖維。 518.  如實施例513至實施例517中任一項所述之能量儲存裝置之膜，其中至少一些所述含錳奈米結構具有四面體形狀。 519.  如實施例513至實施例518中任一項所述之能量儲存裝置之膜，其中所述能量儲存裝置包括鋅-錳電池。 520.  一種用於印刷膜之墨水，所述墨水包括： 溶液；以及 分散於所述溶液中至包括含錳奈米結構之矽藻殼。 521.  如實施例520所述之用於印刷膜之墨水，其中所述含錳奈米結構包括錳氧化物。 522.  如實施例520或實施例521所述之用於印刷膜之墨水，其中所述含錳奈米結構包括MnO2 、MnO、Mn2 O3 、MnOOH以及Mn3 O4 中之至少一者。 523.  如實施例520至實施例522中任一項所述之用於印刷膜之墨水，其中至少一些所述含錳奈米結構包括奈米纖維。 524.  如實施例520至實施例523中任一項所述之用於印刷膜之墨水，其中至少一些所述含錳奈米結構具有四面體形狀。 525.  一種於矽藻之矽藻殼部分上形成含錳奈米結構之方法，所述方法包括： 將所述矽藻殼添加至氧化乙酸錳溶液中；以及 加熱所述矽藻殼及所述氧化乙酸錳溶液。 526.  如實施例525所述之形成方法，更包括形成所述氧化乙酸錳溶液，其中形成氧化乙酸錳溶液包括將乙酸錳(II)溶解於含氧水中。 527.  如實施例526所述之形成方法，其中所述氧化乙酸錳溶液中之所述乙酸錳(II)之濃度在約0.05莫耳/公升與約1.2莫耳/公升之間。 528.  如實施例525至實施例527中任一項所述之形成方法，更包括形成所述氧化乙酸錳溶液，其中形成氧化乙酸錳溶液包括將錳鹽溶解於含氧水中。 529.  如實施例528所述之形成方法，更包括將氧化劑添加至所述氧化乙酸錳溶液中。 530.  如實施例529所述之形成方法，其中所述氧化劑包括過氧化物。 531.  如實施例526至實施例530中任一項所述之形成方法，更包括形成所述含氧水，其中形成含氧水包括將氧氣鼓泡至水中。 532.  如實施例531所述之形成方法，其中將所述氧氣鼓泡至所述水中持續約10分鐘至約60分鐘。 533.  如實施例525至實施例532中任一項所述之形成方法，其中所述氧化乙酸錳溶液中之所述矽藻殼之重量百分比在約0.01重量%與約1重量%之間。 534.  如實施例525至實施例533中任一項所述之形成方法，更包括熱處理所述矽藻殼及所述氧化乙酸錳溶液。 535.  如實施例534所述之形成方法，其中熱處理所述矽藻殼及所述氧化乙酸錳溶液包括使用熱技術。 536.  如實施例535所述之形成方法，其中使用所述熱技術包括將所述矽藻殼及所述氧化乙酸錳溶液維持於一定溫度下持續約15小時與約40小時之間。 537.  如實施例536所述之形成方法，其中所述溫度在約50℃與約90℃之間。 538.  如實施例535所述之形成方法，其中使用所述熱技術包括將所述矽藻殼及所述氧化乙酸錳溶液維持於約50℃與約90℃之間的溫度下。 539.  如實施例534至實施例538中任一項所述之形成方法，其中熱處理所述矽藻殼及所述氧化乙酸錳溶液包括使用微波技術。 540.  如實施例539所述之形成方法，其中使用所述熱技術包括將所述矽藻殼及所述氧化乙酸錳溶液維持於一定溫度下持續約10分鐘與約120分鐘之間。 541.  如實施例540所述之形成方法，其中所述溫度在約50℃與約150℃之間。 542.  如實施例539所述之形成方法，其中使用所述熱技術包括將所述矽藻殼及所述氧化乙酸錳溶液維持於約50℃與約150℃之間的溫度下。 543.  如實施例525至實施例542中任一項所述之形成方法，其中含碳奈米結構覆蓋所述矽藻殼之一些表面。 544.  如實施例543所述之形成方法，其中所述含碳奈米結構包括碳奈米管。 545.  如實施例543或實施例544所述之形成方法，其中所述含碳奈米結構包括碳奈米-洋蔥。 546.  如實施例543至實施例545中任一項所述之形成方法，其中所述含碳奈米結構包括還原之氧化石墨烯。 547.  如實施例505至實施例512中任一項所述之印刷能量儲存裝置，其中所述含錳奈米結構覆蓋所述矽藻殼之一些表面且含碳奈米結構覆蓋所述矽藻殼之其他表面，所述含錳奈米結構與所述含碳含碳穿插。 548.  如實施例547所述之印刷能量儲存裝置，其中所述含碳奈米結構包括碳奈米管。 549.  如實施例547或實施例548所述之印刷能量儲存裝置，其中所述含碳奈米結構包括碳奈米-洋蔥。 550.  如實施例547至實施例549中任一項所述之印刷能量儲存裝置，其中所述含碳奈米結構包括還原之氧化石墨烯。 551.  如實施例513至實施例519中任一項所述之能量儲存裝置之膜，其中所述含錳奈米結構覆蓋所述矽藻殼之一些表面且含碳奈米結構覆蓋所述矽藻殼之其他表面，所述含錳奈米結構與所述含碳含碳穿插。 552.  如實施例551所述之能量儲存裝置之膜，其中所述含碳奈米結構包括碳奈米管。 553.  如實施例551或實施例552所述之能量儲存裝置之膜，其中所述含碳奈米結構包括碳奈米-洋蔥。 554.  如實施例551至實施例554中任一項所述之能量儲存裝置之膜，其中所述含碳奈米結構包括還原之氧化石墨烯。 555.  如實施例520至實施例524中任一項所述之用於印刷膜之墨水，其中所述含錳奈米結構覆蓋所述矽藻殼之一些表面且含碳奈米結構覆蓋所述矽藻殼之其他表面，所述含錳奈米結構與所述含碳含碳穿插。 556.  如實施例555所述之用於印刷膜之墨水，其中所述含碳奈米結構包括碳奈米管。 557.  如實施例555或實施例556所述之用於印刷膜之墨水，其中所述含碳奈米結構包括碳奈米-洋蔥。 558.  如實施例555至實施例557中任一項所述之用於印刷膜之墨水，其中所述含碳奈米結構包括還原之氧化石墨烯。 559.  一種能量儲存裝置，包括： 一種陰極，包括第一組多個矽藻殼，其中所述第一組多個矽藻殼包括包括錳氧化物之奈米結構；以及 一種陽極，包括第二組多個矽藻殼，其中所述第二組多個矽藻殼包括包括氧化鋅之奈米結構。 560.  如實施例559所述之能量儲存裝置，其中所述錳氧化物包括MnO。 561.  如實施例559或實施例560所述之能量儲存裝置，其中所述錳氧化物包括Mn3 O4 。 562.  如實施例559至實施例561中任一項所述之能量儲存裝置，其中所述錳氧化物包括Mn2 O3 及MnOOH中之至少一者。 563.  如實施例559至實施例562中任一項所述之能量儲存裝置，其中所述第一組多個矽藻殼中之至少一者包括約5重量%至約95重量%之錳氧化物。 564.  如實施例563所述之能量儲存裝置，其中所述第一組多個矽藻殼中之所述至少一者包括約75重量%至約95重量%之所述錳氧化物。 565.  如實施例559至實施例564中任一項所述之能量儲存裝置，其中所述第二組多個矽藻殼中之至少一者包括約5重量%至約95重量%之所述氧化鋅。 566.  如實施例565所述之能量儲存裝置，其中所述第二組多個矽藻殼中之所述至少一者包括約50重量%至約60重量%之所述氧化鋅。 567.  如實施例559至實施例566中任一項所述之能量儲存裝置，其中所述陽極更包括電解質鹽。 568.  如實施例567所述之能量儲存裝置，其中所述電解質鹽包括鋅鹽。 569.  如實施例559至實施例568中任一項所述之能量儲存裝置，其中所述陰極及所述陽極中之至少一者更包括碳奈米管。 570.  如實施例559至實施例569中任一項所述之能量儲存裝置，其中所述陰極及所述陽極中之至少一者更包括導電填充劑。 571.  如實施例570所述之能量儲存裝置，其中所述導電填充劑包括石墨。 572.  如實施例559至實施例571中任一項所述之能量儲存裝置，其中所述陰極及所述陽極中之至少一者更包括離子液體。 573.  如實施例559至實施例572中任一項所述之能量儲存裝置，其中所述陰極及所述陽極中之至少一者更包括黏合劑。 574.  如實施例559至實施例573中任一項所述之能量儲存裝置，更包括位於所述陽極與所述陰極之間的隔膜。 575.  如實施例574所述之能量儲存裝置，其中所述隔膜更包括第三組多個矽藻殼。 576.  如實施例575所述之能量儲存裝置，其中所述第三組多個矽藻殼大體上不包括表面改質。 577.  如實施例574至實施例576中任一項所述之能量儲存裝置，其中所述隔膜更包括電解質。 578.  如實施例577所述之能量儲存裝置，其中所述電解質包括所述離子液體。 579.  如實施例577或實施例578所述之能量儲存裝置，其中所述電解質包括所述電解質鹽。 580.  如實施例574至實施例579中任一項所述之能量儲存裝置，其中所述隔膜更包括聚合物。 581.  如實施例559至實施例580中任一項所述之能量儲存裝置，更包括與所述陰極耦接之第一集電體及與所述陽極耦接之第二集電體。 582.  如實施例581所述之能量儲存裝置，其中所述第一集電體及所述第二集電體中之至少一者包括導電箔。 583.  如實施例582所述之能量儲存裝置，其中所述導電箔包括以下各者中之至少一者：鋁、銅、鎳、不鏽鋼、石墨、石墨烯以及碳奈米管。 584.  如實施例582或實施例583所述之能量儲存裝置，其中所述第一集電體及所述第二集電體中之至少一者包括印刷集電體。 585.  如實施例584所述之能量儲存裝置，其中所述印刷集電體包括以下各者中之至少一者：鋁、銅、鎳、銀、鉍、導電碳、碳奈米管、石墨烯以及石墨。 586.  一種矽藻殼，包括多個奈米結構於至少一個表面上，其中所述多個奈米結構包括氧化鋅。 587.  如實施例586所述之矽藻殼，其中所述矽藻殼包括約5重量%至約95重量%之包括氧化鋅之所述多個奈米結構。 588.  如實施例587所述之矽藻殼，其中所述矽藻殼包括約50重量%至約60重量%之包括氧化鋅之所述奈米結構。 589.  如實施例586至實施例588中任一項所述之矽藻殼，其中所述多個奈米結構包括以下各者中之至少一者：奈米線、奈米板、緻密奈米粒子、奈米帶以及奈米盤。 590.  一種矽藻殼，包括多個奈米結構於至少一個表面上，其中所述多個奈米結構包括錳氧化物。 591.  如實施例590所述之矽藻殼，其中所述矽藻殼包括約5重量%至約95重量%之包括所述錳氧化物之所述多個奈米結構。 592.  如實施例591所述之矽藻殼，其中所述矽藻殼包括約75重量%至約95重量%之包括所述錳氧化物之所述多個奈米結構。 593.  如實施例590至實施例592中任一項所述之矽藻殼，其中所述錳氧化物包括MnO。 594.  如實施例590至實施例593中任一項所述之矽藻殼，其中所述錳氧化物包括Mn3 O4 。 595.  如實施例590至實施例594中任一項所述之矽藻殼，其中所述錳氧化物包括Mn2 O3 及MnOOH中之至少一者。 596.  如實施例590至實施例595中任一項所述之矽藻殼，其中所述多個奈米結構包括以下各者中之至少一者：奈米線、奈米板、緻密奈米粒子、奈米帶以及奈米盤。 597.  如實施例590至實施例596中任一項所述之矽藻殼，其中所述多個奈米結構包括奈米纖維及四面體形奈米晶體中之至少一者。 598.  一種能量儲存裝置之電極，包括： 多個矽藻殼，其中所述多個矽藻殼中之每一者包括形成於至少一個表面上之多個奈米結構。 599.  如實施例598所述之能量儲存裝置之電極，其中所述電極為所述能量儲存裝置之陽極。 600.  如實施例599所述之能量儲存裝置之電極，其中所述陽極更包括電解質鹽。 601.  如實施例600所述之能量儲存裝置之電極，其中所述電解質鹽包括鋅鹽。 602.  如實施例599至實施例601中任一項所述之能量儲存裝置之電極，其中所述多個奈米結構包括氧化鋅。 603.  如實施例599至實施例602中任一項所述之能量儲存裝置之電極，其中所述多個奈米結構包括以下各者中之至少一者：奈米線、奈米板、緻密奈米粒子、奈米帶以及奈米盤。 604.  如實施例599至實施例603中任一項所述之能量儲存裝置之電極，其中所述多個矽藻殼中之至少一者包括約5重量%至約95重量%之所述多個奈米結構。 605.  如實施例604所述之能量儲存裝置之電極，其中所述多個矽藻殼中之所述至少一者包括約50重量%至約60重量%之所述多個奈米結構。 606.  如實施例598所述之能量儲存裝置之電極，其中所述電極為所述能量儲存裝置之陰極。 607.  如實施例606所述之能量儲存裝置之電極，其中所述多個奈米結構包括錳氧化物。 608.  如實施例607所述之能量儲存裝置之電極，其中所述錳氧化物包括MnO。 609.  如實施例607或實施例608所述之能量儲存裝置之電極，其中所述錳氧化物包括Mn3 O4 。 610.  如實施例607至實施例609中任一項所述之能量儲存裝置之電極，其中所述錳氧化物包括Mn2 O3 及MnOOH中之至少一者。 611.  如實施例606至實施例610中任一項所述之能量儲存裝置之電極，其中所述多個奈米結構包括以下各者中之至少一者：奈米線、奈米板、緻密奈米粒子、奈米帶以及奈米盤。 612.  如實施例606至實施例611中任一項所述之能量儲存裝置之電極，其中所述多個奈米結構包括奈米纖維及四面體形奈米晶體中之至少一者。 613.  如實施例606至實施例611中任一項所述之能量儲存裝置之電極，其中所述多個矽藻殼中之至少一者包括約5重量%至約95重量%之所述多個奈米結構。 614.  如實施例613所述之能量儲存裝置之電極，其中所述多個矽藻殼中之所述至少一者包括約75重量%至約95重量%之所述多個奈米結構。 615.  如實施例598至實施例614中任一項所述之能量儲存裝置之電極，其中所述電極更包括碳奈米管。 616.  如實施例598至實施例615中任一項所述之能量儲存裝置之電極，其中所述電極更包括導電填充劑。 617.  如實施例616所述之能量儲存裝置之能量儲存裝置之電極，其中所述導電填充劑包括石墨。 618.  如實施例598至實施例617中任一項所述之能量儲存裝置之電極，其中所述電極更包括離子液體。 619.  如實施例598至實施例618中任一項所述之能量儲存裝置之電極，其中所述電極更包括黏合劑。 620.  一種於多個矽藻殼上形成氧化鋅奈米結構之方法，包括： 提供所述多個矽藻殼； 於所述多個矽藻殼上形成包括氧化鋅之晶種層，得到多個氧化鋅接種之矽藻殼；以及 於所述多個氧化鋅接種之矽藻殼之所述晶種層所述上形成包括氧化鋅之奈米結構。 621.  如實施例620所述之形成方法，其中形成所述晶種層包括提供包括約2重量%至約5重量%之所述多個矽藻殼之晶種層溶液。 622.  如實施例621所述之形成方法，其中所述晶種層溶液包括約0.1重量%至約0.5重量%之鋅鹽。 623.  如實施例622所述之形成方法，其中所述鋅鹽包括Zn(CH3 COO)2 。 624.  如實施例621至實施例623中任一項所述之形成方法，其中所述晶種層溶液包括約94.5重量%至約97.9重量%之醇。 625.  如實施例624所述之形成方法，其中所述醇包括乙醇。 626.  如實施例621至實施例625中任一項所述之形成方法，更包括加熱所述晶種層溶液。 627.  如實施例626所述之形成方法，其中加熱所述晶種層溶液包括將所述晶種層溶液加熱至溫度大於約80℃。 628.  如實施例626或實施例627所述之形成方法，其中加熱所述晶種層溶液包括在真空烘箱中加熱所述晶種層溶液。 629.  如實施例628所述之形成方法，其中在真空烘箱中加熱所述晶種層溶液包括在約1毫巴之壓力下加熱。 630.  如實施例621至實施例629中任一項所述之形成方法，更包括將所述多個矽藻殼退火。 631.  如實施例631所述之形成方法，其中退火包括在約200℃至約500℃之溫度下退火。 632.  如實施例620至實施例631中任一項所述之形成方法，其中形成所述氧化鋅奈米結構包括形成包括約1重量%至約5重量%之所述多個氧化鋅接種之矽藻殼的奈米結構溶液。 633.  如實施例632所述之形成方法，其中所述奈米結構溶液包括約6重量%至約10重量%之鋅鹽。 634.  如實施例633所述之形成方法，其中所述鋅鹽包括Zn(NO3 )2 。 635.  如實施例632至實施例634中任一項所述之形成方法，其中所述奈米結構溶液包括約1重量%至約2重量%之鹼。 636.  如實施例635所述之形成方法，其中所述鹼包括氫氧化銨（NH4 OH）。 637.  如實施例632至實施例636中任一項所述之形成方法，其中所述奈米結構溶液包括約1重量%至約5重量%之添加劑。 638.  如實施例637所述之形成方法，其中所述添加劑包括六亞甲基四胺（HMTA）。 639.  如實施例632至實施例638中任一項所述之形成方法，其中所述奈米結構溶液包括約78重量%至約91重量%之純化水。 640.  如實施例632至實施例638中任一項所述之形成方法，其中形成所述氧化鋅奈米結構包括加熱所述奈米結構溶液。 641.  如實施例640所述之形成方法，其中加熱包括用微波加熱。 642.  如實施例640或實施例641所述之形成方法，其中加熱包括加熱至溫度為約100℃至約250℃。 643.  如實施例640至實施例642中任一項所述之形成方法，更包括在加熱期間攪拌。 644.  如實施例620至實施例643中任一項所述之形成方法，其中所述多個矽藻殼中之至少一者包括約5重量%至約95重量%之所述氧化鋅。 645.  一種於多個矽藻殼上形成包括錳氧化物之奈米結構之方法，包括： 提供所述多個矽藻殼；以及 形成於所述多個矽藻殼上包括所述錳氧化物之所述奈米結構，其中形成所述奈米結構包括提供包括錳來源之溶液從而形成包括所述錳氧化物之所述奈米結構。 646.  如實施例645所述之形成方法，其中所述錳來源包括錳鹽，且其中所述溶液包括約7重量%至約10重量%之所述錳鹽。 647.  如實施例646所述之形成方法，其中所述錳鹽包括乙酸錳（Mn(CH3 COO)2 ）。 648.  如實施例645至實施例647中任一項所述之形成方法，其中所述溶液包括約0.5重量%至約2重量%之所述多個矽藻殼。 649.  如實施例645至實施例648中任一項所述之形成方法，其中所述溶液包括約5重量%至約10重量%之鹼。 650.  如實施例649所述之形成方法，其中所述鹼包括氫氧化銨（NH4 OH）。 651.  如實施例645至實施例650中任一項所述之形成方法，其中所述溶液包括約78重量%至約87.5重量%之含氧純化水。 652.  如實施例645至實施例651中任一項所述之形成方法，更包括加熱所述溶液。 653.  如實施例652所述之形成方法，其中加熱包括用微波加熱。 654.  如實施例652或實施例653所述之形成方法，其中加熱所述溶液包括加熱至溫度為約100℃至約250℃。 655.  如實施例652至實施例654中任一項所述之形成方法，更包括在加熱的同時進行攪拌。 656.  一種用於能量儲存裝置之電極的墨水，包括： 多個矽藻殼，其中所述多個矽藻殼中之每一者包括形成於至少一個表面上之多個奈米結構；以及 聚合物黏合劑。 657.  如實施例656所述之用於能量儲存裝置之電極的墨水，其中所述電極為所述能量儲存裝置之陽極。 658.  如實施例657所述之用於能量儲存裝置之電極的墨水，其中所述多個奈米結構包括氧化鋅。 659.  如實施例657或實施例658所述之用於能量儲存裝置之電極的墨水，其中所述多個矽藻殼中之至少一者包括約5重量%至約95重量%之所述奈米結構。 660.  如實施例657至實施例659中任一項所述之用於能量儲存裝置之電極的墨水，更包括電解質鹽。 661.  如實施例660所述之用於能量儲存裝置之電極的墨水，其中所述電解質鹽包括鋅鹽。 662.  如實施例661所述之用於能量儲存裝置之電極的墨水，其中所述鋅鹽包括四氟硼酸鋅。 663.  如實施例656所述之用於能量儲存裝置之電極的墨水，其中所述電極為所述能量儲存裝置之陰極。 664.  如實施例663所述之用於能量儲存裝置之電極的墨水，其中所述多個奈米結構包括錳氧化物。 665.  如實施例664所述之用於能量儲存裝置之電極的墨水，其中所述錳氧化物包括MnO。 666.  如實施例664或實施例665所述之用於能量儲存裝置之電極的墨水，其中所述錳氧化物包括Mn3 O4 。 667.  如實施例663至實施例666中任一項所述之用於能量儲存裝置之電極的墨水，其中所述錳氧化物包括Mn2 O3 及MnOOH中之至少一者。 668.  如實施例663至實施例667中任一項所述之用於能量儲存裝置之電極的墨水，其中所述多個矽藻殼中之至少一者包括約5重量%至約95重量%之所述奈米結構。 669.  如實施例656至實施例668中任一項所述之用於能量儲存裝置之電極的墨水，更包括約10重量%至約20重量%之所述多個矽藻殼。 670.  如實施例656至實施例669中任一項所述之用於能量儲存裝置之電極的墨水，更包括離子液體。 671.  如實施例670所述之用於能量儲存裝置之電極的墨水，其中所述墨水包括約2重量%至約15重量%之所述離子液體。 672.  如實施例670或實施例671所述之用於能量儲存裝置之電極的墨水，其中所述離子液體包括四氟硼酸1-乙基-3-乙基咪唑鎓。 673.  如實施例656至實施例672中任一項所述之用於能量儲存裝置之電極的墨水，更包括導電填充劑。 674.  如實施例673所述之用於能量儲存裝置之電極的墨水，更包括多達約10重量%之所述導電填充劑。 675.  如實施例673或實施例674所述之用於能量儲存裝置之電極的墨水，其中所述導電填充劑包括石墨。 676.  如實施例656至實施例675中任一項所述之用於能量儲存裝置之電極的墨水，更包括碳奈米管。 677.  如實施例676所述之用於能量儲存裝置之電極的墨水，更包括約0.2重量%至約20重量%之所述碳奈米管。 678.  如實施例676或實施例677所述之用於能量儲存裝置之電極的墨水，其中所述碳奈米管包括多壁碳奈米管。 679.  如實施例656至實施例678中任一項所述之用於能量儲存裝置之電極的墨水，其中所述墨水包括約1重量%至約5重量%之所述聚合物黏合劑。 680.  如實施例679所述之用於能量儲存裝置之電極的墨水，其中所述聚合物黏合劑包括聚偏二氟乙烯。 681.  如實施例656至實施例680中任一項所述之用於能量儲存裝置之電極的墨水，更包括溶劑。 682.  如實施例681所述之用於能量儲存裝置之電極的墨水，其中所述墨水包括約47重量%至約86.8重量%之所述溶劑。 683.  如實施例681或實施例682所述之用於能量儲存裝置之電極的墨水，其中所述溶劑包括N-甲基-2-吡咯啶酮。 684.  一種製備用於能量儲存裝置之電極的墨水之方法，所述方法包括： 提供離子液體； 將多個碳奈米管分散於所述離子液體中以形成包括所述多個碳奈米管及所述離子液體之第一分散液；以及 添加多個矽藻殼，其中所述多個矽藻殼中之每一者於表面上包括多個奈米結構。 685.  如實施例684所述之製備方法，其中所述多個奈米結構包括氧化鋅。 686.  如實施例684所述之製備方法，其中所述多個奈米結構包括錳氧化物。 687.  如實施例686所述之製備方法，其中所述錳氧化物包括MnO。 688.  如實施例686或實施例687所述之製備方法，其中所述錳氧化物包括Mn3 O4 。 689.  如實施例686至實施例688中任一項所述之製備方法，其中所述錳氧化物包括Mn2 O3 及MnOOH中之至少一者。 690.  如實施例684至實施例689中任一項所述之製備方法，更包括形成包括所述多個碳奈米管、所述離子液體以及溶劑之第二分散液。 691.  如實施例690所述之製造方法，其中所述溶劑包括N-甲基-2-吡咯啶酮。 692.  如實施例690或實施例691所述之製造方法，其中添加所述多個矽藻殼包括將所述多個矽藻殼添加至所述第二分散液以形成第一混合物。 693.  如實施例692所述之製造方法，更包括將導電填充劑添加至所述第二分散液中以形成所述第一混合物。 694.  如實施例693所述之製造方法，其中所述導電填充劑包括石墨。 695.  如實施例692或693所述之製造方法，更包括將電解質鹽添加至所述第一混合物以形成第二混合物中。 696.  如實施例695所述之製造方法，其中所述電解質鹽包括鋅鹽。 697.  如實施例696所述之製造方法，其中所述鋅鹽包括四氟硼酸鋅。 698.  如實施例695至實施例697中任一項所述之製造方法，其中添加所述多個矽藻殼、所述導電填充劑以及所述電解質鹽中之至少一者包括攪拌。 699.  如實施例698所述之製造方法，其中攪拌包括應用離心混合器。 700.  如實施例695至實施例699中任一項所述之製造方法，更包括將溶液添加至所述第二混合物中以形成第三混合物，其中所述溶液包括所述溶劑及聚合物黏合劑。 701.  如實施例700所述之製造方法，其中所述聚合物黏合劑為約10重量%至約20重量%之所述溶液。 702.  如實施例700或實施例701所述之製造方法，其中所述聚合物黏合劑包括聚偏二氟乙烯。 703.  如實施例700至實施例702中任一項所述之製造方法，更包括加熱所述第三混合物。 704.  如實施例703所述之製造方法，其中所述加熱包括加熱至約80℃至約180℃之溫度。 705.  如實施例703或實施例704所述之製造方法，更包括在所述加熱期間攪拌。 706.  一種印刷能量儲存裝置之方法，包括： 印刷包括第一組多個矽藻殼之第一電極，其中所述多個矽藻殼中之每一者於表面上包括第一組多個奈米結構；以及 將隔膜印刷於所述第一電極上方。 707.  如實施例706所述之印刷方法，更包括提供第一集電體，且其中印刷所述第一電極包括將所述第一電極印刷於所述第一集電體上方。 708.  如實施例707所述之印刷方法，其中提供所述第一集電體包括提供第一導電箔。 709.  如實施例706至實施例708中任一項所述之印刷方法，更包括提供第二集電體。 710.  如實施例709所述之印刷方法，其中提供所述第二集電體包括提供第二導電箔。 711.  如實施例710所述之印刷方法，更包括印刷第二電極，其中所述第二電極包括第二組多個矽藻殼，其中所述第二組多個矽藻殼中之每一者於表面上包括第二組多個奈米結構。 712.  如實施例711所述之印刷方法，其中印刷所述第二電極包括將所述第二電極印刷於所述隔膜上方。 713.  如實施例711所述之印刷方法，其中印刷所述第二電極包括將所述第二電極印刷於所述第二集電體上方。 714.  如實施例713所述之印刷方法，更包括將所述隔膜印刷於所述第二電極上。 715.  如實施例707所述之印刷方法，其中提供所述第一集電體包括提供所述第一集電體。 716.  如實施例715所述之印刷方法，更包括將第二電極印刷於所述隔膜上方，其中所述第二電極包括第二組多個矽藻殼，其中所述第二組多個矽藻殼中之每一者於表面上包括第二組多個奈米結構。 717.  如實施例716所述之印刷方法，更包括將第二集電體印刷於所述第二電極上。 718.  如實施例715所述之印刷方法，其中更包括以距所述第一集電體一定橫向距離印刷第二集電體。 719.  如實施例718所述之印刷方法，更包括將第二電極以距所述第一集電體一定橫向距離印刷於所述第二集電體上方，其中所述第二電極包括第二組多個矽藻殼，其中所述第二組多個矽藻殼中之每一者於表面上包括第二組多個奈米結構。 720.  如實施例719所述之印刷方法，其中印刷所述隔膜包括將所述隔膜印刷於所述第一電極及所述第二電極上方。 721.  一種製造能量儲存裝置之方法，包括： 形成第一結構，其中形成所述第一結構包括： 將第一電極印刷於第一集電體上方，以及 將隔膜印刷於所述第一電極上方； 形成第二結構，其中形成所述第二結構包括： 將第二電極印刷於第二集電體上方；以及 將所述第一結構耦接於所述第二結構以形成所述能量儲存裝置， 其中耦接包括在所述第一電極與所述第二電極之間提供所述隔膜。 722.  一種製造能量儲存裝置之方法，包括： 形成第一結構，其中形成所述第一結構包括： 將第一電極印刷於第一集電體上方，以及 將隔膜之第一部分印刷於所述第一電極上方； 形成第二結構，其中形成所述第二結構包括： 將第二電極印刷於第二集電體上方，以及 將所述隔膜之第二部分印刷於所述第二電極上；以及 將所述第一結構耦接於所述第二結構以形成所述能量儲存裝置， 其中耦接包括在所述第一電極與所述第二電極之間提供所述隔膜之所述第一部分及所述隔膜之所述第二部分。 723.  一種製造能量儲存裝置之方法，包括： 形成第一結構，其中形成所述第一結構包括： 將第一電極印刷於第一集電體上方， 將隔膜印刷於所述第一電極上方，以及 將第二電極印刷於所述隔膜上； 形成第二結構，其中形成所述第二結構包括提供第二集電體；以及 將所述第一結構耦接於所述第二結構以形成所述能量儲存裝置， 其中耦接包括在第二第二集電體與所述隔膜之間提供所述第二電極。 724.  如實施例721至實施例723中任一項所述之製造方法，其中所述第一集電體包括導電箔。 725.  如實施例721至實施例723中任一項所述之製造方法，更包括於基板上形成所述第一集電體。 726.  如實施例725所述之製造方法，其中形成所述第一集電體包括將所述第一集電體印刷於所述基板上方。 727.  如實施例721至實施例726中任一項所述之製造方法，其中所述第二集電體包括導電箔。 728.  如實施例721至實施例726中任一項所述之製造方法，更包括於第二基板上形成所述第二集電體。 729.  如實施例728所述之製造方法，其中形成所述第一集電體包括將所述第一集電體印刷於所述第二基板上方。 730.  一種製造能量儲存裝置之方法，包括： 印刷第一集電體； 將第一電極印刷於所述第一集電體上方； 將隔膜印刷於所述第一電極上方； 將第二電極印刷於所述隔膜上方；以及 將第二集電體印刷於所述第二電極上方。 731.  一種製造能量儲存裝置之方法，包括： 印刷第一集電體； 以距所述第一集電體一定橫向距離印刷第二集電體； 將第一電極印刷於所述第一集電體上方； 將第二電極印刷於所述第二集電體上方；以及 將隔膜印刷於所述第一電極及所述第二電極之上方以及所述第一電極與所述第二電極之間。 732.  如實施例721至實施例731中任一項所述之製造方法，其中所述第一電極包括第一組多個矽藻殼，其中所述第一組多個矽藻殼中之每一者包括形成於至少一個表面上之奈米結構。 733.  如實施例732所述之製造方法，其中所述奈米結構包括錳氧化物。 734.  如實施例733所述之製造方法，其中所述錳氧化物包括MnO。 735.  如實施例733或實施例734所述之製造方法，其中所述錳氧化物包括Mn3 O4 。 736.  如實施例733至實施例735中任一項所述之製造方法，其中所述錳氧化物包括Mn2 O3 及MnOOH中之至少一者。 737.  如實施例721至實施例736中任一項所述之製造方法，其中所述第二電極包括第二組多個矽藻殼，其中所述第二組多個矽藻殼中之每一者包括奈米結構。 738.  如實施例737所述之製造方法，其中所述奈米結構包括氧化鋅。 739.  如實施例721至實施例738中任一項所述之製造方法，其中所述隔膜包括第三組多個矽藻殼，其中所述第三組多個矽藻殼中之每一者大體上不包括表面改質。 740.  一種能量儲存裝置，包括： 包括第一組多個矽藻殼之陰極，所述第一組多個矽藻殼包括包括錳氧化物之奈米結構；以及 包括第二組多個矽藻殼之陽極，所述第二組多個矽藻殼包括包括氧化鋅之奈米結構。 741.  如實施例740所述之能量儲存裝置，其中所述錳氧化物包括MnO。 742.  如實施例740或如實施例741所述之能量儲存裝置，其中所述錳氧化物包括Mn3 O4 、Mn2 O3 以及MnOOH中之至少一者。 743.  如實施例740至實施例742中任一項所述之能量儲存裝置，其中所述第一組多個矽藻殼中之至少一者包括所述錳氧化物之質量與所述至少一個矽藻殼之質量的比率為約1:20至約20:1。 744.  如實施例740至實施例743中任一項所述之能量儲存裝置，其中所述第二組多個矽藻殼中之至少一者包括所述氧化鋅之質量與所述至少一個矽藻殼之質量的比率為約1:20至約20:1。 745.  如實施例740至實施例744中任一項所述之能量儲存裝置，其中所述陽極更包括電解質鹽。 746.  如實施例745所述之能量儲存裝置，其中所述電解質鹽包括鋅鹽。 747.  如實施例740至實施例746中任一項所述之能量儲存裝置，其中所述陰極及所述陽極中之至少一者更包括碳奈米管。 748.  如實施例740至實施例747中任一項所述之能量儲存裝置例，其中所述陰極及所述陽極中之至少一者更包括導電填充劑。 749.  如實施例748所述之能量儲存裝置，其中所述導電填充劑包括石墨。 750.  如實施例740至實施例749中任一項所述之能量儲存裝置，更包括所述陰極與所述陽極之間的隔膜，其中所述隔膜包括第三組多個矽藻殼。 751.  如實施例750所述之能量儲存裝置，其中所述第三組多個矽藻殼大體上不包括表面改質。 752.  如實施例750或實施例751所述之能量儲存裝置，其中所述陰極、所述陽極以及所述隔膜中之至少一者包括離子液體。 753.  如實施例740至實施例752中任一項所述之能量儲存裝置，其中所述裝置為可再充電電池。 754.  如實施例740至實施例753中任一項所述之能量儲存裝置，其中所述第一組多個矽藻殼包括大體上不由包括所述錳氧化物之所述奈米結構堵塞之第一組多個孔，且其中所述第二組多個矽藻殼包括大體上不由包括所述氧化鋅之所述奈米結構堵塞之第二組多個孔。 755.  一種矽藻殼，包括多個奈米結構於至少一個表面上，其中所述多個奈米結構包括氧化鋅，其中所述多個奈米結構之質量與所述矽藻殼之質量的比率為約1:1至約20:1。 756.  如實施例755所述之矽藻殼，其中所述多個奈米結構包括以下各者中之至少一者：奈米線、奈米板、緻密奈米粒子、奈米帶以及奈米盤。 757.  如實施例755或實施例756所述之矽藻殼，其中所述矽藻殼包括大體上不由所述多個奈米結構堵塞之多個孔。 758.  一種矽藻殼，包括多個奈米結構於至少一個表面上，其中所述多個奈米結構包括錳氧化物，其中所述多個奈米結構之質量與所述矽藻殼之質量的比率為約1:1至約20:1。 759.  如實施例758所述之矽藻殼，其中所述錳氧化物包括MnO。 760.  如實施例758或實施例759所述之矽藻殼，其中所述錳氧化物包括Mn3 O4 。 761.  如實施例758至實施例760中任一項所述之矽藻殼，其中所述錳氧化物包括Mn2 O3 及MnOOH中之至少一者。 762.  如實施例758至實施例761中任一項所述之矽藻殼，其中所述多個奈米結構包括以下各者中之至少一者：奈米線、奈米板、緻密奈米粒子、奈米帶以及奈米盤。 763.  如實施例758或實施例762中任一項所述之矽藻殼，其中所述矽藻殼包括大體上不由所述多個奈米結構堵塞之多個孔。 764.  一種能量儲存裝置之電極，所述電極包括： 多個矽藻殼，其中所述多個矽藻殼中之每一者包括形成於至少一個表面上之多個奈米結構，其中所述多個矽藻殼中之至少一者包括所述多個奈米結構之質量與所述至少一個矽藻殼之質量的比率為約1:20至約20:1。 765.  如實施例764所述之能量儲存裝置之電極，其中所述電極為所述能量儲存裝置之陽極。 766.  如實施例765所述之能量儲存裝置之電極，其中所述陽極更包括電解質鹽。 767.  如實施例766所述之能量儲存裝置之電極，其中所述電解質鹽包括鋅鹽。 768.  如實施例765至實施例767中任一項所述之能量儲存裝置之電極，其中所述多個奈米結構包括氧化鋅。 769.  如實施例764至實施例768中任一項所述之能量儲存裝置之電極，其中所述多個奈米結構包括以下各者中之至少一者：奈米線、奈米板、緻密奈米粒子、奈米帶以及奈米盤。 770.  如實施例764或實施例769所述之能量儲存裝置之電極，其中所述電極為所述能量儲存裝置之陰極。 771.  如實施例770所述之能量儲存裝置之電極，其中所述多個奈米結構包括錳氧化物。 772.  如實施例771所述之能量儲存裝置之電極，其中所述錳氧化物包括MnO。 773.  如實施例771或實施例772所述之能量儲存裝置之電極，其中所述錳氧化物包括Mn3 O4 、Mn2 O3 及MnOOH中之至少一者。 774.  如實施例764至實施例773中任一項所述之能量儲存裝置之電極，更包括碳奈米管。 775.  如實施例764至實施例774中任一項所述之能量儲存裝置之電極，更包括導電填充劑。 776.  如實施例775所述之能量儲存裝置之電極，其中所述導電填充劑包括石墨。 777.  如實施例764至實施例776中任一項所述之能量儲存裝置之電極，更包括離子液體。 778.  如實施例764至實施例777中任一項所述之能量儲存裝置之電極，其中所述多個矽藻殼中之每一者包括大體上不由所述多個奈米結構堵塞之多個孔。 779.  如實施例559至實施例562及實施例565至實施例585中任一項所述之能量儲存裝置，其中所述第一組多個矽藻殼之至少一個矽藻殼之包括所述錳氧化物的所述奈米結構之質量比所述至少一個矽藻殼之質量為約1:20至約100:1。 780.  如實施例779所述之能量儲存裝置，其中所述第一組多個矽藻殼之至少一個矽藻殼之包括所述錳氧化物的所述奈米結構之所述質量比所述至少一個矽藻殼之所述質量為約1:1至約100:1。 781.  如實施例779所述之能量儲存裝置，其中所述第一組多個矽藻殼之至少一個矽藻殼之包括所述錳氧化物的所述奈米結構之所述質量比所述至少一個矽藻殼之所述質量為約1:20至約100:1。 782.  如實施例559至實施例564、實施例567至實施例585以及實施例779至實施例781中任一項所述之能量儲存裝置，其中所述第二組多個矽藻殼之至少一個矽藻殼的所述ZnO之質量比所述第二組多個矽藻殼之所述至少一個矽藻殼之質量為約1:20至約100:1。 783.  如實施例782所述之能量儲存裝置，其中所述第二組多個矽藻殼之至少一個矽藻殼的所述ZnO之所述質量比所述第二組多個矽藻殼之所述至少一個矽藻殼之所述質量為約1:1至約100:1。 784.  如實施例782所述之能量儲存裝置，其中所述第二組多個矽藻殼之至少一個矽藻殼的所述ZnO之所述質量比所述第二組多個矽藻殼之所述至少一個矽藻殼之所述質量為約20:1至約100:1。 785.  如實施例586及實施例589中任一項所述之矽藻殼，其中所述ZnO之質量比所述矽藻殼之質量為約1:20至約100:1。 786.  如實施例785所述之矽藻殼，所述ZnO之所述質量比所述矽藻殼之所述質量為約1:1至約100:1。 787.  如實施例785所述之矽藻殼，其中所述ZnO之所述質量比所述矽藻殼之所述質量為約20:1至約100:1。 788.  如實施例590及實施例593至實施例597中任一項所述之矽藻殼，其中包括所述錳氧化物之所述多個奈米結構之質量比所述矽藻殼之質量為約1:20至約100:1。 789.  如實施例788所述之矽藻殼，其中包括所述錳氧化物之所述多個奈米結構之所述質量比所述矽藻殼之所述質量為約1:1至約100:1。 790.  如實施例788所述之矽藻殼，其中包括所述錳氧化物之所述多個奈米結構之所述質量比所述矽藻殼之所述質量為約20:1至約100:1。 791.  如實施例598至實施例603及實施例606至實施例612、實施例615至實施例619中任一項所述之能量儲存裝置之電極，其中所述多個奈米結構之質量比所述多個矽藻殼之至少一個矽藻殼之質量為約1:20至約100:1。 792.  如實施例791所述之能量儲存裝置之電極，其中所述多個奈米結構之所述質量比所述至少一個矽藻殼之所述質量為約1:1至約100:1。 793.  如實施例791所述之能量儲存裝置之電極，其中所述多個奈米結構之所述質量比所述至少一個矽藻殼之所述質量為約20:1至約100:1。 794.  如實施例620至實施例643中任一項所述之形成方法，其中所述氧化鋅之質量比所述多個矽藻殼之至少一個矽藻殼之質量為約1:20至約100:1。 795.  如實施例794所述之形成方法，其中所述氧化鋅之所述質量比所述至少一個矽藻殼之所述質量為約1:1至約100:1。 796.  如實施例794所述之形成方法，其中所述氧化鋅之所述質量比所述至少一個矽藻殼之所述質量為約20:1至約100:1。 797.  如實施例645至實施例655中任一項所述之形成方法，其中包括所述錳氧化物之所述奈米結構之質量比所述多個矽藻殼之至少一個矽藻殼之質量為約1:20至約100:1。 798.  如實施例797所述之形成方法，其中包括所述錳氧化物之所述奈米結構之所述質量比所述至少一個矽藻殼之所述質量為約1:1至約100:1。 799.  如實施例797所述之形成方法，其中包括所述錳氧化物之所述奈米結構之所述質量比所述至少一個矽藻殼之所述質量為約20:1至約100:1。 800.  如實施例656至實施例658、實施例660至實施例667以及實施例669至實施例683中任一項所述之用於能量儲存裝置之電極的墨水，其中所述多個奈米結構之質量比所述多個矽藻殼之至少一個矽藻殼之質量為約1:20至約100:1。 801.  如實施例800所述之用於能量儲存裝置之電極的墨水，其中所述多個奈米結構之所述質量比所述至少一個矽藻殼之所述質量為約1:1至約100:1。 802.  如實施例800所述之用於能量儲存裝置之電極的墨水，其中所述多個奈米結構之質量比所述至少一個矽藻殼之所述質量為約20:1至約100:1。
儘管本文所述之方法及裝置可易受各種修改及替代形式影響，但在圖式中已展示且在本文中詳細描述所述方法及裝置之特定實例。然而，應瞭解本發明不受所揭露之特定形式或方法限制，但相反，本發明涵蓋屬於所述多種實施例及隨附申請專利範圍之精神及範疇內之所有修改、等效物以及替代方案。亦意欲製備實施例之特定特徵及態樣之各種組合或子組合且仍屬於本發明之範疇內。應理解，所揭露實施例之各種特徵及態樣可彼此組合或取代以形成本發明實施例之不同模式。此外，本文揭露之任何特定特點、態樣、方法、特性、特徵、品質、屬性、要素等與實施方案或實施例結合可用於本文所闡述之所有其他實施方案或實施例。
本文所揭露之任何方法無需以所敍述之次序執行。本文揭露之方法可包含由醫師採取之某些行動；然而，所述方法亦可包含那些行動之任何明確或通過暗示之第三方指示。舉例而言，諸如「添加矽藻殼至氧化乙酸錳溶液中」之行動包含「指示添加矽藻殼至氧化乙酸錳溶液中」。
本文揭露之範圍亦涵蓋任何及所有重疊、子範圍以及其組合。諸如「至多」、「至少」、「大於」、「小於」、「在……之間」及其類似語言之語言包含所述之數目。諸如「約」或「大致」之數目前之術語包含所述數目且應根據情形加以解釋（例如在所述情形下合理地儘可能精確，例如±5%、±10%、±15%等）。舉例而言，「約3.5毫米」包含「3.5毫米」。諸如「大體上」之片語前之術語包含所述片語且應根據情形加以解釋（例如在所述情形下合理地儘可能多）。舉例而言，「大體上恆定」包含「恆定」。
本文所提供之標題（若存在）僅為方便起見且不一定會影響本文所揭露裝置及方法之範疇或含義。
10‧‧‧矽藻殼 12‧‧‧多孔表面 14‧‧‧開口 20‧‧‧矽藻殼分離方法 50‧‧‧矽藻殼 52‧‧‧導電結構 60‧‧‧矽藻之矽藻殼 60A‧‧‧矽藻之矽藻殼薄片 62‧‧‧銀晶種 64‧‧‧銀奈米結構 70‧‧‧矽藻殼 72‧‧‧晶種 74‧‧‧ZnO奈米線 76‧‧‧奈米板 78‧‧‧ZnO奈米薄片 80‧‧‧矽藻殼 82‧‧‧奈米結構 90‧‧‧矽藻殼 92‧‧‧含錳奈米結構 94‧‧‧矽藻殼 96‧‧‧錳氧化物奈米結構 100‧‧‧能量儲存裝置 110‧‧‧第一集電體 120‧‧‧第二集電體 130‧‧‧隔膜/隔膜層 140‧‧‧第一電極 150‧‧‧第二電極 200‧‧‧能量儲存裝置 202‧‧‧第一結構 204‧‧‧第二結構 210‧‧‧能量儲存裝置 212‧‧‧第一結構 214‧‧‧第二結構 220‧‧‧能量儲存裝置 222‧‧‧第一結構 224‧‧‧第二結構 230‧‧‧垂直堆疊之能量儲存裝置 240‧‧‧能量儲存裝置 300‧‧‧隔膜層/隔膜 320‧‧‧矽藻殼 340‧‧‧電解質 360‧‧‧聚合物 400‧‧‧電極層/電極膜/電極 420‧‧‧矽藻殼 460‧‧‧導電填充劑
參考某些實施例之圖式描述本發明之這些及其他特徵、態樣以及優勢，所述圖式意欲說明某些實施例且不限制本發明。 圖1為包括矽藻殼之矽藻土之掃描電子顯微鏡（scanning electron microscope；SEM）影像。 圖2為包含多孔表面之實例矽藻殼之SEM影像。 圖3為各自具有大體上圓柱形形狀之實例矽藻殼之SEM影像。 圖4A及圖4B為矽藻殼分離方法之實例步驟之流程圖。 圖5A展示於外表面與內表面上包括結構之矽藻殼之實例實施例。 圖5B展示接種銀之實例矽藻殼表面之50,000倍放大倍數下之SEM影像。 圖5C展示接種銀之矽藻殼表面在250,000倍放大倍率下之SEM影像。 圖5D展示上面形成有銀奈米結構之矽藻殼表面在20,000倍放大倍率下之SEM影像。 圖5E展示上面形成有銀奈米結構之矽藻殼表面在150,000倍放大倍率下之SEM影像。 圖5F展示表面塗佈銀奈米結構之矽藻之矽藻殼薄片在25,000倍放大倍率下之SEM影像。 圖5G展示接種氧化鋅之矽藻殼表面在100,000倍放大倍率下之SEM影像。 圖5H展示接種氧化鋅之矽藻殼表面在100,000倍放大倍率下之SEM影像。 圖5I展示上面形成有氧化鋅奈米結構之矽藻殼表面在50,000倍放大倍率下之SEM影像。 圖5J展示上面形成有氧化鋅奈米結構之矽藻殼表面在25,000倍放大倍率下之SEM影像。 圖5K展示上面形成有氧化鋅奈米板之矽藻殼表面在10,000倍放大倍率下之SEM影像。 圖5L展示上面形成有銀奈米結構之矽藻殼表面在50,000倍放大倍率下之SEM影像。 圖5M展示上面形成有氧化鋅奈米結構之矽藻殼表面在10,000倍放大倍率下之SEM影像。 圖5N展示上面形成有氧化鋅奈米結構之矽藻殼表面在100,000倍放大倍率下之SEM影像。 圖5O展示上面形成有氧化鋅奈米結構之多個矽藻殼在500倍放大倍率下之SEM影像。 圖5P展示上面形成有氧化鋅奈米結構之矽藻殼在5,000倍放大倍率下之SEM影像。 圖5Q展示上面形成有氧化錳奈米結構之矽藻殼表面在20,000倍放大倍率下之SEM影像。 圖5R展示上面形成有氧化錳奈米結構之矽藻殼表面在50,000倍放大倍率下之SEM影像。 圖5S展示形成於矽藻殼表面上之氧化錳奈米晶體之TEM影像。 圖5T展示氧化錳粒子之電子繞射影像。 圖5U展示上面形成有含錳奈米纖維之矽藻殼表面在10,000倍放大倍率下之SEM影像。 圖5V展示上面形成有氧化錳奈米結構之矽藻殼在20,000倍放大倍率下之SEM影像。 圖5W展示上面形成有氧化錳奈米結構之實例矽藻殼之橫截面在50,000倍放大倍率下之SEM影像。 圖5X展示上面形成有氧化錳奈米結構之矽藻殼表面在100,000倍放大倍率下之SEM影像。 圖6示意地示出能量儲存裝置之實例實施例。 圖7A至圖7E示意地示出不同製造程序之多個步驟期間能量儲存裝置之實例。 圖8展示在隔膜層中併入有矽藻殼之能量儲存裝置之隔膜的實例實施例。 圖9展示在電極層中併入有矽藻殼之能量儲存裝置之電極的實例實施例。 圖10展示實例能量儲存裝置之放電曲線圖。 圖11展示圖10之能量儲存裝置之循環效能圖。 圖12展示能量儲存裝置之實例放電效能圖。 圖13展示圖12之能量儲存裝置之另一放電效能圖。
400:電極層/電極膜/電極
420:矽藻殼
460:導電填充劑

Claims (27)

  1. 一種能量儲存裝置，包括：陰極，包括第一組多個矽藻殼，所述第一組多個矽藻殼包含包括錳氧化物之奈米結構；以及陽極，包括第二組多個矽藻殼與電解質鹽，所述第二組多個矽藻殼包含包括氧化鋅之奈米結構。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之能量儲存裝置，其中所述錳氧化物包括MnO。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之能量儲存裝置，其中所述錳氧化物包括Mn3O4、Mn2O3以及MnOOH中之至少一者。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之能量儲存裝置，其中所述第一組多個矽藻殼中之至少一者包括的所述錳氧化物之質量與所述至少一個矽藻殼之質量的比率為1：20至20：1。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之能量儲存裝置，其中所述第二組多個矽藻殼中之至少一者包括的所述氧化鋅之質量與所述至少一個矽藻殼之質量的比率為1：20至20：1。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之能量儲存裝置，其中所述電解質鹽包括鋅鹽。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之能量儲存裝置，其中所述陰極及所述陽極中之至少一者更包括碳奈米管。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之能量儲存裝置，其中所述陰極及所述陽極中之至少一者更包括導電填充劑。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之能量儲存裝置，其中所述 導電填充劑包括石墨。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之能量儲存裝置，更包括在所述陰極與所述陽極之間的隔膜，其中所述隔膜包括第三組多個矽藻殼。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之能量儲存裝置，其中所述第三組多個矽藻殼大體上不包括表面改質。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之能量儲存裝置，其中所述陰極、所述陽極以及所述隔膜中之至少一者包括離子液體。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之能量儲存裝置，其中所述能量儲存裝置為可再充電電池。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之能量儲存裝置，其中所述第一組多個矽藻殼包括第一組多個孔，所述第一組多個孔大體上未由包括所述錳氧化物之所述奈米結構堵塞，且其中所述第二組多個矽藻殼包括第二組多個孔，所述第二組多個孔大體上未由包括所述氧化鋅之所述奈米結構堵塞。
  15. 一種能量儲存裝置之電極，所述電極包括：多個矽藻殼，其中所述多個矽藻殼中之每一者包括形成於至少一個表面上之多個奈米結構，其中所述多個矽藻殼中之至少一者包括的所述多個奈米結構之質量與所述至少一個矽藻殼之質量的比率為1：20至20：1；以及電解質鹽，其中所述電極為所述能量儲存裝置的陽極。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之能量儲存裝置之電極，其中所述電解質鹽包括鋅鹽。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之能量儲存裝置之電極，其中所述多個奈米結構包括氧化鋅。
  18. 如申請專利範圍第15項所述之能量儲存裝置之電極，其中所述多個奈米結構包括以下各者中之至少一者：奈米線、奈米板、緻密奈米粒子、奈米帶以及奈米盤。
  19. 如申請專利範圍第15項所述之能量儲存裝置之電極，其中所述電極為所述能量儲存裝置之陰極。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之能量儲存裝置之電極，其中所述多個奈米結構包括錳氧化物。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之能量儲存裝置之電極，其中所述錳氧化物包括MnO。
  22. 如申請專利範圍第20項所述之能量儲存裝置之電極，其中所述錳氧化物包括Mn3O4、Mn2O3及MnOOH中之至少一者。
  23. 如申請專利範圍第15項所述之能量儲存裝置之電極，更包括碳奈米管。
  24. 如申請專利範圍第15項所述之能量儲存裝置之電極，更包括導電填充劑。
  25. 如申請專利範圍第24項所述之能量儲存裝置之電極，其中所述導電填充劑包括石墨。
  26. 如申請專利範圍第15項所述之能量儲存裝置之電極，更包括離子液體。
  27. 如申請專利範圍第15項所述之能量儲存裝置之電極，其中所述多個矽藻殼中之每一者包括大體上未由所述多個奈米結構堵塞之多個孔。
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