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美國西北大學(xué)研發(fā)出3D打印陶瓷燃料電池技術(shù)

發(fā)布時(shí)間: 2014-12-11 08:36:42    來源: 天工社
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[摘要]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(jìn)一步降低,使其朝著商業(yè)化又邁進(jìn)了一步。

 

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(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(gè)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(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(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(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的人口提供更多能源的關(guān)鍵。

 

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