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IDTechEx研究燃料电池和电解器3D打印
能够将氢转化为电能的燃料电池被称为在朝着零排放的未来能源过渡中发挥重要作用。在反向模式下,电解池可以通过使用电将水转化为氢。电解槽被认为是可再生能源间歇性地大量存储电力的最有前途的解决方案之一,也是使高能耗行业脱碳的明智选择。固体氧化物燃料电池和电解池(SOFC和SOEC)效率很高,但是其陶瓷性质极大地增加了制造成本,同时限制了复杂的形状和增强功能。输入3D打印。它将提高性能,同时降低制造和运营成本。
固体氧化物电池(SOC)是基于陶瓷的多层电化学电池,由气密的氧化物离子导体电解质组成,两侧均带有电极。最佳的SOC材料是用于电解质的氧化钇稳定氧化锆,用于氧电极的YSZ基复合材料(锰酸锶锶)电极和用于燃料电极的Ni-YSZ。
今年,一种新的SOFC系统以加快开发和利用的快速评估方法获得了国家批准。韩国正在大力投资氢燃料电池作为一种新的能源。2019年9月,韩国SK集团旗下子公司SK Engineering&Construction与Bloom Energy签署了SOFC合资企业。斗山公司与英国Ceres Power合作开发了用于商业建筑的SOFC。
固体氧化物电解槽(SOEC)也越来越受到关注。与竞争对手相比,这些高效的能量转换装置(LHV> 80%)可提供更高的产量和更低的比电能。2020年的新研究表明,采用激光扫描的SLA 3D打印SOFC。对于国有企业来说,这也是一个突破。的确,这是迈向制造新一代固态氧化物电池的第一步,这种固态氧化物电池的性能与其从平面到三维的自然变化有关,性能得到了提高。这超出了波纹电解质的高纵横比。3D打印的结构元素提供了嵌入式功能并提高了可堆叠性。佩斯·阿里安娜(Pesce Arianna)及其同事最近在J. Mater上报告了这些进展。化学A,2020,DOI:10.1039 / D0TA02803G。研究人员认为,功能材料的3D打印将通过引入复杂的形状,更坚固的结构和新颖的功能,彻底改变能源行业。
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