美国西北大学开发D打印燃料电池新方法区域

为地球供电将会成为来来几十年面临的主要挑战之一。虽然目前我们确实拥有很多可用的能源，但大多数发电采用低效的、污染严重的方式，不能准确地称之为无尽的或可持续的。我们必须要思考能够长期发电的方式。

解决我们问题的一个方案可能是陶瓷燃料电池，一种通过高温电化学工艺发电的设备。这种设备比内燃机更有效率，且更清洁，它们仍然依靠燃料。燃料电池将物质的化学属性如甲烷转化为电能 电催化 ，而不是通过燃烧的方式。这就使得燃料电池具有高能量效率，尤其是因为它也产生大量的热量，具有多种应用，如空间加热、热水或驱动制冷循环。

尽管我们将这种燃料电池进行商业化开发还有很长一段时间，但其上述属性使得它们与其他能源如风力和太阳能一样，成为低碳能源计划的一种可能的解决方案。整体而言，效率和功率密度仍然需要予以改进。其他挑战包括大规模地重现材料、电池和测试条件。因此，各公司都在财政方面做出努力，使这项技术能够商业化。

幸运的是，美国西北大学的研究人员开发出一种方法，可以将这些陶瓷燃料电池向商业化和可负担性迈进了一步。他们正致力于开发一种快速、廉价和有效的方式，使用一种可用 D打印的丝状物，制造这些陶瓷燃料电池。

西北大学材料科学与工程助理教授Ramille Shah在本周于波士顿召开的材料研究学会秋季会议上表示，他们开发出一种新的生产方法，利用一种 墨水 来创建一个氧化物型燃料电池的各个部件：阴极、阳极、电解质和互联。这些都通过使用丝状物组合来实现：该物质有70%~90%是由陶瓷粒子组成，其余是由粘合剂和溶剂混合物组成。

在打印期间，各种溶剂以不同的速率挥发，从而创造出独特的凝固工艺。最不稳定的溶剂几乎瞬间蒸发，创建出可维持其形状的半固体状，可在这种半固体状的物体上进行层层堆积。根据成分不同，这种混合物会略有不同。尽管这种特殊的陶瓷确实需要加热到1250℃，以使其成为固体和稠密的形状，但打印本身可在室温下进行。

来自西北大学研究团队的人员推测，这种 D打印方法可被用于为燃料电池开发一种非常容易的制造工艺。它甚至可以生产独特的形状，如可卷起或折叠成用于特定应用的特定形状的陶瓷平板。

尽管在这种 D打印燃料电池成为商业现实之前需要更多的研究工作，但这种特殊类型的陶瓷丝状物是向这个方向迈进的重要一步。或许 D打印确实成为为日益增长的人口提供电力的关键。