Totalmente tubular: Nueva forma de 3D

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Investigadores de la Universidad de Clemson han ideado una nueva forma de imprimir en 3D pilas de combustible cerámicas protónicas, un dispositivo de energía renovable que promete generar electricidad de forma más sostenible que la quema de combustibles fósiles.

En lugar de utilizar carbón o petróleo, las pilas de combustible cerámicas protónicas funcionan con combustibles renovables, como hidrógeno, amoníaco, hidrocarburos y alcoholes. El desafío ha sido trasladarlos del laboratorio al mundo real debido a lo difícil que es fabricarlos a gran escala. Para resolver este problema, un equipo que trabaja en el Laboratorio de Investigación de Materiales Avanzados de Clemson recurrió a su experiencia en impresión 3D, un tecnología que puede crear objetos complejos y personalizables con alta precisión. El equipo imprimió celdas de combustible de cerámica protónicas en 3D en forma tubular, lo que tiene varias ventajas sobre un diseño plano, incluida una mejor durabilidad y un sellado más fácil. Utilizando hidrógeno como combustible, el equipo probó una sola celda de combustible durante 200 horas y descubrió que producía energía de manera constante. Los investigadores dijeron que la impresión 3D de pilas de combustible cerámicas protónicas ofrece mayor precisión, consistencia y asequibilidad que las técnicas de fabricación tradicionales. El equipo de Clemson informó sus hallazgos en la revista ACS Energy Letters. El primer autor fue Ph.D. la candidata Minda Zou, y los autores correspondientes fueron el investigador postdoctoral Jiawei Zhang y el profesor Jianhua “Joshua” Tong, todos en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales. “Nuestro trabajo sugiere que 3DP podría allanar el camino para las aplicaciones del mundo real de los PCFC tubulares, ", escribió el equipo en el artículo, utilizando una abreviatura de impresión 3D y pila de combustible cerámica protónica. Tong dijo que una gran parte de lo que hace que la investigación sea única fue que el equipo pudo imprimir en 3D las tres capas necesarias en una pila de combustible. – el ánodo, el cátodo y el electrolito.

"Nadie más ha hecho eso", dijo. "Más importante aún, el método es simple y rentable, lo que resulta prometedor para la comercialización". Aunque hasta ahora se necesitan unas tres horas para imprimir en 3D una pila de combustible, el equipo dijo que planea crear un diseño más avanzado como siguiente paso en su trabajo. Si todo va bien, Tong ve potencial para comercializar pilas de combustible cerámicas protónicas impresas en 3D en unos cinco años. El nombre del artículo es "Celdas de combustible de cerámica protónicas tubulares altamente escalables habilitadas para impresión 3D". Además de Zou, Zhang y Tong, los coautores son: Jacob Conrad, Bridget Sheridan, Hua Huang, Shenglong Mu, Tianyi Zhou, Zeyu Zhao, Kyle S. Brinkman, Hai Xiao y Fei Peng.

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