완전한 관형: 새로운 3D 방식

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클렘슨 대학(Clemson University) 연구진은 화석 연료를 연소하는 것보다 더 지속 가능하게 전기를 생산할 수 있는 재생 가능 에너지 장치인 3D 프린팅 양성자 세라믹 연료 전지의 새로운 방법을 고안했습니다.

석탄이나 석유를 사용하는 대신 양성자 세라믹 연료전지는 수소, 암모니아, 탄화수소, 알코올과 같은 재생 가능한 연료로 작동합니다. 대규모로 제조하는 것이 얼마나 어렵기 때문에 이를 실험실에서 실제 세계로 옮기는 것이 과제였습니다. 이 문제를 해결하기 위해 Clemson의 첨단 재료 연구소(Advanced Materials Research Laboratory) 팀은 3D 프린팅에 대한 전문 지식을 활용했습니다. 높은 정밀도로 복잡하고 사용자 정의 가능한 물체를 만들 수 있는 기술. 팀은 더 나은 내구성과 더 쉬운 밀봉을 포함하여 평면 설계에 비해 여러 가지 장점이 있는 관 모양의 양성자 세라믹 연료 전지를 3D 프린팅했습니다. 팀은 수소를 연료로 사용하여 테스트했습니다. 단일 연료전지는 200시간 동안 지속적으로 전력을 생산한다는 사실을 발견했습니다. 연구원들은 3D 프린팅 양성자 세라믹 연료 전지가 기존 제조 기술보다 더 높은 정밀도, 일관성 및 경제성을 제공한다고 말했습니다. 모든 Clemson 팀은 ACS Energy Letters 저널에 연구 결과를 보고했습니다. 첫 번째 저자는 Ph.D.입니다. 후보 Minda Zou와 교신 저자는 모두 재료 과학 및 공학과의 박사후 연구원 Jiawei Zhang과 Jianhua "Joshua" Tong 교수였습니다. “우리 연구는 3DP가 관형 PCFC의 실제 적용을 위한 길을 열 수 있다는 것을 시사합니다. ” 팀은 3D 프린팅과 양성자 세라믹 연료 전지의 약어를 사용하여 논문에 썼습니다. Tong은 연구를 독특하게 만드는 가장 큰 부분은 팀이 연료 전지에 필요한 세 가지 레이어를 모두 3D 프린팅할 수 있다는 것이라고 말했습니다. – 양극, 음극 및 전해질.

“아무도 그런 일을 한 적이 없습니다.”라고 그는 말했습니다. "더 중요한 것은 이 방법이 간단하고 비용 효율적이어서 상용화가 유망하다는 점입니다." 지금까지 연료전지 하나를 3D 프린팅하는 데 약 3시간이 걸렸지만 팀은 다음 작업 단계로 더욱 발전된 디자인을 만들 계획이라고 말했습니다. 모든 것이 순조롭게 진행된다면 Tong은 약 5년 안에 3D 프린팅된 양성자 세라믹 연료 전지를 상용화할 가능성이 있다고 보고 있습니다. 논문의 이름은 "3D 프린팅이 가능한 고도로 확장 가능한 관형 양성자 세라믹 연료 전지"입니다. Zou, Zhang 및 Tong 외에도 공동 저자로는 Jacob Conrad, Bridget Sheridan, Hua Huang, Shenglong Mu, Tianyi Zhou, Zeyu Zhao, Kyle S. Brinkman, Hai Xiao 및 Fei Peng이 있습니다.

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