Исследователи напечатали на 3D-принтере легкий керамический топливный элемент

Мир топливных элементов получил новый импульс благодаря исследователям из Технического университета Дании (DTU). Команда разработала новую технологию, которая может полностью изменить подход к производству топливных элементов. Новый процесс включает 3D-печать и приводит к созданию того, что команда называет «Монолитной гироидальной твердооксидной ячейкой» (или сокращенно «Монолит»). Об этой работе сообщило издание Interesting Engineering, а также статья на сайте DTU.

Команда реализовала собственную конструкцию, вдохновленную природным строением кораллов. Эта форма оптимизирует площадь поверхности, а состав материала позволяет получить гораздо более легкий конечный продукт. Большинство топливных элементов состоят из металла, что значительно увеличивает их вес. Этот же топливный элемент полностью керамический.

Сложная конструкция известна как гироид и представляет собой тип трижды периодической минимальной поверхности (сокращенно TPMS). Эти поверхности предназначены для обеспечения максимально возможной площади. Это особенно полезно в данном случае, поскольку поверхность обеспечивает более оптимальное рассеивание тепла. По словам команды разработчиков, элемент способен производить более ватта мощности на каждый грамм собственного веса.

Материал также обладает удивительно высокой прочностью. При испытании способности топливного элемента выдерживать перепады температур он выдерживал температуры до 100°C. Он также сохранял структурную целостность при переключении между режимами накопления и генерации энергии.

Топливный элемент также оснащен так называемым «режимом электролиза», который увеличивает скорость производства водорода почти в десять раз по сравнению со стандартными топливными элементами. Аспект 3D-печати в конструкции также упрощает процесс производства по сравнению с обычными топливными элементами.

ИИ: Это исследование открывает интересные перспективы для аэрокосмической отрасли, где вес и эффективность критически важны. В 2025 году такие инновации могут ускорить переход на водородную энергетику.