科技日报北京9月22日电（记者张佳欣）丹麦技术大学研究团队在燃料电池领域取得突破：他们首次利用3D打印技术和特殊几何结构设计，研制出一种全新的轻质燃料电池，首次达到航空航天应用所需的比功率指标，或将为航空航天绿色能源应用开辟新路径。相关成果发表于新一期《自然·能源》杂志。
平面固体氧化物电池（SOC）与 3D SOC。图片来源：《自然·能源》杂志
燃料电池由金属部件密封和连接，金属部件占系统总重量的75%以上，极大限制了其机动性，也制约了其在航空航天等领域的应用。如果将一架普通喷气客机的70吨燃料替换成相同容量的锂电池，其重量将高达3500吨，结果就是飞机根本无法起飞。
此次，研究团队设计出了一种完全由陶瓷制成、通过3D打印制造的新型燃料电池。他们重新设计了固体氧化物电池的结构，采用了“三重周期极小曲面”结构，即自然界蝴蝶翅膀等轻质高强度结构中常见的陀螺体几何，并通过3D打印将其制成全陶瓷燃料电池。
这一“单体陀螺体固体氧化物电池”结构坚固、轻巧，并且表面积极大，每克的输出功率超过1瓦，首次达到航空航天应用所需的比功率指标。
除重量优势外，新设计在运行性能上同样表现突出。其多孔结构不仅有助于气体高效流通和热量均匀分布，还显著增强了机械稳定性。在电解模式下，该电池的产氢速率是传统设计的近10倍。团队还在极端条件下进行验证，包括经历100℃的温度骤变，并多次在发电与电解模式间切换，电池均保持稳定，没有出现结构损伤。
研究团队指出，这种韧性对于太空探索尤为关键。以美国国家航空航天局的火星氧气原位资源利用实验为例，目前其依赖超过6吨的庞大堆叠装置。而新设计有望在不足1吨的重量下实现类似性能，显著降低发射成本。此外，该燃料电池的制造过程也较为简化，新型单体陶瓷设计仅需5个步骤即可完成生产，且无需金属部件与密封材料。
一年前，美国国家点火装置（NIF）产生了一种聚变反应，其释放的能量超过消耗的能量，这种现象被称为点火。今年，NIF通过一次又一次 人类蛋白质KRAS（蓝色）与其伴侣之一RAF1（黄色）相互作用的三维图。图片来源：西班牙巴塞罗那基因组调控中心 科技日报北京12 ·“由于猫只在很短的时间内排出生物体，因此人类通过与它们一起生活的猫接触而感染弓形虫的机会相对较小。也就是 近日，“张雪峰称文科都是服务业”这一词条引发网友关注与热议。此前，“考研名师”张雪峰还说过，即使把孩子打晕，也 省教育厅关于下达2024年普通高校“专转本”计划的通知 苏教学函〔2023〕22号 各有关高校： 根据《省教育厅关于做好2024年 关于发布“2023年度华夏建设科学技术奖”授奖项目的公示 华夏奖字〔2023〕第4号 各有关单位： 2023年度华夏建设科学技术 。本文链接：3D打印轻质燃料电池问世http://www.sushuapos.com/show-11-26409-0.html
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