3D打印的陶瓷燃料電池
近日，美國西北大學(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)的使用成本進一步降低，使其朝著商業(yè)化又邁進了一步。他們正在使用一種特殊的3D打印線材來實現(xiàn)快速、廉價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)會秋季會議上，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”，這種墨水可以用來制造氧化物型燃料電池的各個部件：陰極、陽極、電解質(zhì)和連接件。而這些都是靠一種混合型的線材來實現(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打印的過程中，由于各種溶劑的揮發(fā)速度不同，從而產(chǎn)生獨特的凝固過程。其中最不穩(wěn)定熔劑幾乎瞬間蒸發(fā)，形成打印對象的半固體狀態(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)會略有不同。打印本身可以在室溫下進行，盡管這種特殊陶瓷確實需要被加熱到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)出一種非常簡單的燃料電池制造工藝。它甚至可以制成各種獨特的形狀，比如可以卷起來或折疊成各種特定形狀的平板。
不過要使這種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。而對于這種特殊類型的陶瓷線材的研究則是邁向這個方向的重要一步。也許3D打印確實是為地球上不斷增長的人口提供更多能源的關(guān)鍵。
