Totalmente tubular: Nova forma de 3D

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Pesquisadores da Universidade Clemson desenvolveram uma nova maneira de imprimir células de combustível de cerâmica protônica em 3D, um dispositivo de energia renovável que se mostra promissor na geração de eletricidade de forma mais sustentável do que a queima de combustíveis fósseis.

Em vez de usar carvão ou petróleo, as células de combustível de cerâmica protônica funcionam com combustíveis renováveis, como hidrogênio, amônia, hidrocarbonetos e álcoois. O desafio tem sido movê-los do laboratório para o mundo real devido à dificuldade de fabricação em grande escala. Para resolver esse problema, uma equipe que trabalha no Laboratório de Pesquisa de Materiais Avançados de Clemson recorreu à sua experiência em impressão 3D, um tecnologia que pode criar objetos complexos e personalizáveis ​​com alta precisão. A equipe imprimiu células de combustível de cerâmica protônica em 3D em formato tubular, que apresenta diversas vantagens em relação ao design plano, incluindo melhor durabilidade e vedação mais fácil. uma única célula de combustível por 200 horas e descobriu que ela produzia energia de forma consistente. Os pesquisadores disseram que as células de combustível de cerâmica protônica impressas em 3D oferecem maior precisão, consistência e preço acessível do que as técnicas tradicionais de fabricação. A equipe totalmente Clemson relatou suas descobertas na revista ACS Energy Letters. O primeiro autor foi Ph.D. a candidata Minda Zou, e os autores correspondentes foram o pesquisador de pós-doutorado Jiawei Zhang e o professor Jianhua “Joshua” Tong, todos do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais. “Nosso trabalho sugere que o 3DP pode abrir caminho para as aplicações no mundo real de PCFCs tubulares, ”escreveu a equipe no artigo, usando uma abreviatura para impressão 3D e célula de combustível de cerâmica protônica. Tong disse que grande parte do que torna a pesquisa única foi que a equipe foi capaz de imprimir em 3D todas as três camadas necessárias em uma célula de combustível – o ânodo, o cátodo e o eletrólito.

“Ninguém mais fez isso”, disse ele. “Mais importante ainda, o método é simples e econômico, o que é promissor para comercialização.” Embora até agora leve cerca de três horas para imprimir uma célula de combustível em 3D, a equipe disse que planeja criar um design mais avançado como próximo passo em seu trabalho. Se tudo correr bem, Tong vê potencial para comercializar células de combustível de cerâmica protônica impressas em 3D em cerca de cinco anos. O nome do artigo é “Células de combustível de cerâmica tubular protônica altamente escaláveis ​​​​permitidas por impressão 3D”. Além de Zou, Zhang e Tong, são coautores: Jacob Conrad, Bridget Sheridan, Hua Huang, Shenglong Mu, Tianyi Zhou, Zeyu Zhao, Kyle S. Brinkman, Hai Xiao e Fei Peng.

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