3D打印技术在固体氧化物燃料电池领域的研究进展
Energy Storage Science and Technology（2021）
摘要
3D打印又称增材制造,是通过逐层打印来制造三维对象的过程,涉及机械、计算机、数控及材料等相关技术,被广泛应用于航空航天、生物医疗、电子、能源化工等行业.本文主要介绍了几种常用3D打印技术,重点阐述了其在固体氧化物燃料电池(SOFC)阴极、阳极、电解质、电堆组件和电堆辅助系统制备中的应用.3D打印技术通过可控调节SOFC微观结构、比表面积和组分分布可提高SOFC单电池的电化学性能;通过一体化电堆支撑体结构设计有望改善电池堆内部传递行为,避免因大量接头和组装件的出现引起的材料性能不匹配问题,提高电池稳定性和寿命,简化和优化SOFC电堆制备工艺;3D打印在SOFC电堆辅助系统的设计和制备中也表现出独特的优势,在一体化制备电堆组件和电堆方面有很大潜力.本文还分析了目前3D打印技术在SOFC领域的技术挑战,并针对3D打印制备SOFC存在的问题和不足提出了建议,指出高分辨率微纳3D打印技术的研发,燃料电池浆料的创新与开发,以及混合式、多材料3D打印机的制造或将成为解决现有问题的重要方向.
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