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研究人员用特制丝来3D打印燃料电池

3D打印商情 来源:3ders.org2014-12-09 我要评论(0 )   

在未来的十年里,能源将成为我们这个星球面临的主要挑战之一, 目前我们确实拥有大量可用能源,但是我们的使用效率低下,而且造成了一系列的污染,这种不可持续的方法不...

     在未来的十年里,能源将成为我们这个星球面临的主要挑战之一, 目前我们确实拥有大量可用能源,但是我们的使用效率低下,而且造成了一系列的污染,这种不可持续的方法不能保证能源无穷无尽,为什么不把“保护环境”提上日程呢?谁能否定想出一个长远的方法来发电是不可必要的呢?答案是什么?3D打印。

3 d印制陶瓷电池

     其中一个可能的解决方案是陶瓷电池,通过高温的电子化学反应来发电,虽然比内燃机更清洁更高效,但它仍然要依赖于燃料,燃料电池能把像甲烷等的化学物质转化为电能,通过“电催化”而不是燃烧的方法,这样就使得燃料电池非常高效节能,特别是,它也会产生大量热量,有一些列的应用,像空间加热、水加热或者驱动制冷循环。

   这使得低碳能源计划成为可能的解决方案,但和其他的像风能、太阳能一样,离商业利用还很远。首先,效率和功率密度仍然需要改善,其次还有要培养材料、电池和大规模的测试。因此,各公司还需要大量的财力来使这项技术商业化。

幸运的是,西北大学的研究人员已经研发出了一种用3D打印的方法来使这种燃料电池商业化变得更加可行。他们正在研究使用特殊的丝来快速、廉价、有效地3D打印出陶瓷燃料电池。

    本周,材料研究协会在波士顿举办秋季会议,会上,材料科学与工程的助理教授Ramille Shah讨论了这种新的制作方法,他们研制出了一种“墨水”,可用于制造单个的氧化燃料电池组件:阴极、阳极、电解质、互联。这些都能用一种丝得到:70%~90%的物质包括陶瓷颗粒,还有其他的由粘结剂和溶剂的混合物。

在打印过程中,各种溶剂的蒸发速度不同,因此创造出了一个独特的固化过程,最不稳定的溶剂在瞬间就蒸发了,得到一个半固态的形状,但仍然可以与最上面的打印层相连接,依据组件,混合物略有不同,打印本身可以在室温完成,而这些特殊的陶瓷则需要加温到1250° C,从而使它成为一个坚实、致密的形状,在打印结构中我们可以得到一个真正致密的颗粒。

    西北大学的研究人员推测这个3D打印方法非常便于制造燃料电池,它甚至可以制造出一些独特的形状,像把陶瓷片折叠成特定的形状用于特殊的应用。

 这种3D打印燃料电池在商业化之前还有许多工作要做,研制这种特殊的陶瓷丝是朝这个方向发展的重要一步,也许3D打印是为日益增长的人类提供能源的突破口之一。

 

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