3D打印轻质燃料电池面世初次到达航空航天使用所需的比功率目标

  丹麦技能大学研讨团队在燃料电池范畴获得打破：他们初次使用3D打印技能和特别几许结构规划，研制出一种全新的轻质燃料电池，初次到达航空航天使用所需的比功率目标，或将为航空航天绿色动力使用拓荒新途径。相关效果发表于新一期《天然·动力》杂志。

  燃料电池由金属部件密封和衔接，金属部件占体系总分量的75%以上，极大约束了其机动性，也限制了其在航空航天等范畴的使用。假如将一架一般喷气客机的70吨燃料替换成相同容量的锂电池，其分量将高达3500吨，成果便是飞机底子没办法起飞。

  此次，研讨团队规划出了一种完全由陶瓷制成、经过3D打印制造的新式燃料电池。他们从头规划了固体氧化物电池的结构，采用了“三重周期极小曲面”结构，即天然界蝴蝶翅膀等轻质高强度结构中常见的陀螺体几许，并经过3D打印将其制满足陶瓷燃料电池。

  这一“单体陀螺体固体氧化物电池”结构巩固、轻盈，而且表面积极大，每克的输出功率超越1瓦，初次到达航空航天使用所需的比功率目标。

  除分量优势外，新规划在运转功能上相同体现杰出。其多孔结构不只有助于气体高效流转和热量均匀分布，还显着地增强了机械稳定性。在电解形式下，该电池的产氢速率是传统规划的近10倍。团队还在极点条件下做验证，包含阅历100℃的温度突变，并屡次在发电与电解形式间切换，电池均保持稳定，没再次出现结构损害。

  研讨团队指出，这种耐性关于太空探究尤为要害。以美国国家航空航天局的火星氧气原位资源使用试验为例，现在其依靠超越6吨的巨大堆叠设备。而新规划有望在缺乏1吨的分量下完结相似功能，显着下降发射本钱。此外，该燃料电池的制造的完好进程也较为简化，新式单体陶瓷规划仅需5个过程就可以完结出产，且无需金属部件与密封材料。