近日，克萊姆森大學(xué)的研究人員正在研究一種新的3D打印技術(shù)，該技術(shù)涉及快速激光加工，以創(chuàng)建“質(zhì)子陶瓷電解槽堆疊”，將電能轉(zhuǎn)化為氫氣，作為儲(chǔ)存能量的一種方式。

電解槽可用作汽車中的燃料源或存儲(chǔ)太陽(yáng)能和風(fēng)能產(chǎn)生的能量。新的激光3D打印技術(shù)將減少制造高度壓縮電解槽的成本和時(shí)間。建華“Joshua”Tong，材料科學(xué)與工程副教授，以160萬(wàn)美元從美國(guó)能源部能源效率和可再生能源辦公室領(lǐng)導(dǎo)該項(xiàng)研究。這項(xiàng)新技術(shù)不僅可以將制氫成本降低一半，而且還可以將器件尺寸減小一個(gè)數(shù)量級(jí)�！拔覀兊某晒σ馕吨�我們可以提供可持續(xù)的清潔能源，”Tong說(shuō)�！斑@是非常棒的部分。我們正在將3D打印提升到一個(gè)新的水平�！�

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建華“Joshua”Tong，左，博士。學(xué)生ShenglongMu在他們的SirrineHall實(shí)驗(yàn)室工作

在Tong的項(xiàng)目中，最大的挑戰(zhàn)之一是弄清楚如何經(jīng)濟(jì)高效地用陶瓷進(jìn)行印刷。當(dāng)常規(guī)制造時(shí)，陶瓷必須在高溫爐中燒結(jié)，通常持續(xù)數(shù)小時(shí)。另外，不同類型的陶瓷需要在不同溫度下燒結(jié)。

此外，電解槽需要四種不同類型的陶瓷，這使得燒結(jié)成為挑戰(zhàn)。然而，研究人員開(kāi)發(fā)出一種3D打印機(jī)，可以放下一層陶瓷，同時(shí)激光燒結(jié)它，無(wú)需使用熔爐。該技術(shù)將允許用戶在不使用爐子的情況下3D打印由四種不同類型的陶瓷制成的電解器。它類似于制作具有許多層的蛋糕并且每層具有不同的風(fēng)味。

該技術(shù)可應(yīng)用于3D打印其他類型的陶瓷產(chǎn)品，包括電池和太陽(yáng)能電池，或高密度電池，允許智能手機(jī)一次保持充電幾天。此外，該技術(shù)可以打開(kāi)3D打印到新產(chǎn)品和隨之而來(lái)的所有優(yōu)勢(shì)。“例如，汽車燃料電池組的設(shè)計(jì)可以通過(guò)電子郵件發(fā)送到數(shù)千英里之外的工廠，并且可以在幾小時(shí)內(nèi)打印，而不是等待數(shù)天的交付，”Tong說(shuō)。

該部門主席RajendraBordia表示，該研究增強(qiáng)了克萊姆森幫助創(chuàng)造更可持續(xù)的能源轉(zhuǎn)換方式的努力。“材料科學(xué)與工程系的獨(dú)特定位是在利用電解技術(shù)為可再生能源運(yùn)輸創(chuàng)造能源方面發(fā)揮主導(dǎo)作用，”他說(shuō)�！皬氖逻@個(gè)項(xiàng)目的團(tuán)隊(duì)代表了相關(guān)領(lǐng)域的世界級(jí)專業(yè)知識(shí)，包括用于能量轉(zhuǎn)換，激光加工，增材制造和陶瓷加工的陶瓷材料和設(shè)備�！�