Badacze z Uniwersytetu Clemson osiągnęli przełom w dziedzinie energii odnawialnej, opracowując nową metodę druku 3D ogniw paliwowych ceramicznych. Te ogniwa paliwowe mają potencjał do generowania energii elektrycznej w sposób bardziej zrównoważony niż tradycyjne paliwa kopalne. W przeciwieństwie do konwencjonalnych ogniw paliwowych, które opierają się na węglu lub ropie naftowej, ogniw paliwowych ceramicznych protonowych działają na odnawialne paliwa, takie jak wodór, amoniak, węglowodory i alkohole.
Wyzwaniem w przypadku tych ogniw paliwowych było przeskalowanie produkcji z laboratorium do zastosowań w rzeczywistym świecie. Aby poradzić sobie z tym problemem, zespół badawczy zwrócił się do technologii druku 3D. Korzystając z druku 3D, udało im się stworzyć rurkowe ogniwa paliwowe ceramiczne protonowe, które oferują korzyści w porównaniu z tradycyjnymi płaskimi projektami, w tym większą trwałość i łatwiejsze uszczelnienie.
Zespół przeprowadził testy na pojedynczym ogniwie paliwowym zasilanym wodorem i stwierdził, że przez 200 godzin nieprzerwanie produkowało energię elektryczną. Badacze uważają, że drukowanie 3D ogniw paliwowych ceramicznych protonowych zapewnia większą precyzję, spójność i opłacalność w porównaniu do tradycyjnych technik produkcyjnych.
W artykule opublikowanym w ACS Energy Letters, zespół stwierdził, że ich prace sugerują, że drukowanie 3D może otworzyć drogę do zastosowania rurkowych ogniw paliwowych ceramicznych protonowych w rzeczywistych warunkach. To, co wyróżnia tę badawczą pracę, polega na możliwości drukowania 3D wszystkich trzech warstw wymaganych w ogniwie paliwowym: anody, katody i elektrolitu.
Obecnie jeden kompletne ogniwo można wydrukować w ciągu około trzech godzin. Zespół planuje opracować bardziej zaawansowany projekt w przyszłych badaniach. Jeśli odniosą sukces, przewidują, że ogniwami paliwowymi ceramicznymi protonowymi drukowanymi w 3D można handlować w ciągu najbliższych pięciu lat.