氫能是一種理想的二次能源,它熱值高,能量密度(140MJ/kg)是固體燃料(50MJ/kg)的兩倍多,且燃燒產物為水,是最環保的能源。因此人們認為能夠把氫轉化為電能的燃料電池將能在“零排放”的未來發揮重要作用。此外,在相反的模式下,電解池還可以用電把水轉化為氫,是一種極好的能量存儲介質,因此電解池也被認為是大規模儲存可再生能源間歇性發電的最有前景的方法之一。
不過,盡管固體氧化物燃料和電解電池(SOFCs和SOECs)有著美好的應用前景,但其陶瓷特性大幅增加了它們的制造成本,同時還限制了復雜形狀的制造和增強。因此,科學家們開始考慮是否可用3D打印提高其使用性能,同時降低制造和操作成本。
備注:固體氧化物電池(SOCs)是一種陶瓷基多層電化學電池,由兩側電極的氣密性氧化物-離子導體電解質組成,目前最好的SOC材料是釔穩定氧化鋯電解質,YSZ-基復合電極(氧電極為鑭鍶錳氧化物)和Ni-YSZ燃料電極。
在2020年發布的新研究成果中,有科學家證實了激光掃描的光固化技術(SLA,Stereolithography)可成功3D打印出SOFC(固體氧化物燃料電池),這對SOECs(固體氧化物電解池)來說也是一次突破。踏出最關鍵的一步后,研究人員還發現3D打印的結構特點能為氧化物陶瓷提供嵌入式功能并改進其可堆疊性——換句話說,3D打印有效改善了電池結構的穩定性。因此他們相信,功能材料的3D打印將通過引入從未探索過的復雜形狀、更堅固的結構和新功能,徹底改變能源領域。
來源: www.idtechex.com
粉體圈 Coco編譯
作者:粉體圈
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