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3D新聞

研究人員用特制絲來3D打印燃料電池

3D打印商情 來源:3ders.org2014-12-09 我要評論(0 )   

在未來的十年里,能源將成為我們這個星球面臨的主要挑戰(zhàn)之一, 目前我們確實擁有大量可用能源,但是我們的使用效率低下,而且造成了一系列的污染,這種不可持續(xù)的方法不...

     在未來的十年里,能源將成為我們這個星球面臨的主要挑戰(zhàn)之一, 目前我們確實擁有大量可用能源,但是我們的使用效率低下,而且造成了一系列的污染,這種不可持續(xù)的方法不能保證能源無窮無盡,為什么不把“保護環(huán)境”提上日程呢?誰能否定想出一個長遠的方法來發(fā)電是不可必要的呢?答案是什么?3D打印。

3 d印制陶瓷電池

     其中一個可能的解決方案是陶瓷電池,通過高溫的電子化學反應來發(fā)電,雖然比內(nèi)燃機更清潔更高效,但它仍然要依賴于燃料,燃料電池能把像甲烷等的化學物質(zhì)轉(zhuǎn)化為電能,通過“電催化”而不是燃燒的方法,這樣就使得燃料電池非常高效節(jié)能,特別是,它也會產(chǎn)生大量熱量,有一些列的應用,像空間加熱、水加熱或者驅(qū)動制冷循環(huán)。

   這使得低碳能源計劃成為可能的解決方案,但和其他的像風能、太陽能一樣,離商業(yè)利用還很遠。首先,效率和功率密度仍然需要改善,其次還有要培養(yǎng)材料、電池和大規(guī)模的測試。因此,各公司還需要大量的財力來使這項技術(shù)商業(yè)化。

幸運的是,西北大學的研究人員已經(jīng)研發(fā)出了一種用3D打印的方法來使這種燃料電池商業(yè)化變得更加可行。他們正在研究使用特殊的絲來快速、廉價、有效地3D打印出陶瓷燃料電池。

    本周,材料研究協(xié)會在波士頓舉辦秋季會議,會上,材料科學與工程的助理教授Ramille Shah討論了這種新的制作方法,他們研制出了一種“墨水”,可用于制造單個的氧化燃料電池組件:陰極、陽極、電解質(zhì)、互聯(lián)。這些都能用一種絲得到:70%~90%的物質(zhì)包括陶瓷顆粒,還有其他的由粘結(jié)劑和溶劑的混合物。

在打印過程中,各種溶劑的蒸發(fā)速度不同,因此創(chuàng)造出了一個獨特的固化過程,最不穩(wěn)定的溶劑在瞬間就蒸發(fā)了,得到一個半固態(tài)的形狀,但仍然可以與最上面的打印層相連接,依據(jù)組件,混合物略有不同,打印本身可以在室溫完成,而這些特殊的陶瓷則需要加溫到1250° C,從而使它成為一個堅實、致密的形狀,在打印結(jié)構(gòu)中我們可以得到一個真正致密的顆粒。

    西北大學的研究人員推測這個3D打印方法非常便于制造燃料電池,它甚至可以制造出一些獨特的形狀,像把陶瓷片折疊成特定的形狀用于特殊的應用。

 這種3D打印燃料電池在商業(yè)化之前還有許多工作要做,研制這種特殊的陶瓷絲是朝這個方向發(fā)展的重要一步,也許3D打印是為日益增長的人類提供能源的突破口之一。

 

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