3D打印的陶瓷燃料電池
近日，美國(guó)西北大學(xué)的研究人員開發(fā)出了一種3D打印的生產(chǎn)方法，使得陶瓷燃料電池技術(shù)的使用成本進(jìn)一步降低，使其朝著商業(yè)化又邁進(jìn)了一步。他們正在使用一種特殊的3D打印線材來(lái)實(shí)現(xiàn)快速、廉價(jià)和有效地制造陶瓷燃料電池。
本周在波士頓舉行的材料研究學(xué)會(huì)秋季會(huì)議上，西北大學(xué)的材料科學(xué)與工程助理教授RamilleShah介紹了這種新的生產(chǎn)方法。他們已經(jīng)開發(fā)出一種“墨水”，這種墨水可以用來(lái)制造氧化物型燃料電池的各個(gè)部件：陰極、陽(yáng)極、電解質(zhì)和連接件。而這些都是靠一種混合型的線材來(lái)實(shí)現(xiàn)的：該線材的70％-90％由陶瓷粒子組成，而其余則是由一種粘合劑和一種由各種溶劑組成的混合溶劑組成。
在3D打印的過(guò)程中，由于各種溶劑的揮發(fā)速度不同，從而產(chǎn)生獨(dú)特的凝固過(guò)程。其中最不穩(wěn)定熔劑幾乎瞬間蒸發(fā)，形成打印對(duì)象的半固體狀態(tài)，但仍然能夠與它上面的打印層連接在一起。根據(jù)成份的不同，該混合物的表現(xiàn)會(huì)略有不同。打印本身可以在室溫下進(jìn)行，盡管這種特殊陶瓷確實(shí)需要被加熱到1250℃，使之變成固體和稠密的形狀，讓顆粒根據(jù)打印結(jié)構(gòu)緊密地排列在一起。
西北大學(xué)的研究人員預(yù)期，這種3D打印方法可以用于開發(fā)出一種非常簡(jiǎn)單的燃料電池制造工藝。它甚至可以制成各種獨(dú)特的形狀，比如可以卷起來(lái)或折疊成各種特定形狀的平板。
不過(guò)要使這種3D打印的燃料電池真正具備商業(yè)化的可能性還需要更多的研究。而對(duì)于這種特殊類型的陶瓷線材的研究則是邁向這個(gè)方向的重要一步。也許3D打印確實(shí)是為地球上不斷增長(zhǎng)的人口提供更多能源的關(guān)鍵。
