Innovazione nella Produzione di Celle SOC
HyP3D ha sviluppato una nuova applicazione della stampa 3D per la produzione di celle a ossido solido (SOC), migliorando significativamente l’efficienza e la durata di queste celle. Questa tecnologia permette di progettare componenti innovativi, incrementando le prestazioni e la resistenza delle celle stesse.
Sfide dei Processi Tradizionali
I metodi tradizionali di produzione della ceramica presentano limitazioni che influenzano l’efficienza dei SOC. L’articolo pubblicato sul Journal of Power Sources esplora come l’uso della stampa 3D per creare stack di celle a ossido solido reversibili possa superare queste limitazioni, offrendo nuovi approcci progettuali per migliorare l’area attiva e la distribuzione del carburante.
Progetto Innovativo
HyP3D ha implementato membrane a forma d’onda nei suoi SOC, aumentando l’area attiva e ottimizzando la distribuzione del carburante. Utilizzando una stampante 3D SLA industriale, come la Ceramaker C1000 FLEXMATIC, è possibile produrre componenti elettrolitici a forma d’onda con proprietà migliorate. Questi componenti presentano membrane sottili e prive di difetti, con canali del gas incorporati, offrendo una maggiore efficienza.
Dettagli della Produzione
Il processo di stampa 3D di HyP3D prevede l’uso della barbottina 3YSZ di 3DCERAM SINTO, applicata in strati da 50 μm e indurita con un laser. Questa tecnica consente di ottenere componenti con geometrie complesse, migliorando la qualità e la riproducibilità delle celle prodotte. Il design delle cellule ondulate viene importato nella stampante e tagliato in strati sottili, ripetendo il processo fino al completamento dell’elettrolita.
Risultati Promettenti
I risultati degli esperimenti sono molto incoraggianti. Le immagini mostrano componenti YSZ senza difetti, con membrane elettrolitiche a forma d’onda che aumentano l’area attiva del 60%, da 45 cm² a 72 cm². Questo miglioramento si traduce in una distribuzione ottimale del carburante e dell’aria, nonché in una maggiore resistenza meccanica.
Efficacia del Processo di Stampa 3D
Il processo di stampa 3D ha dimostrato di essere estremamente robusto, raggiungendo un tasso di produzione superiore all’85% per i progetti complessi. La qualità elevata e la riproducibilità delle cellule prodotte hanno permesso la produzione e la validazione di stack completi contenenti i componenti cellulari a forma complessa.
Implicazioni Future
In sintesi, i test sulle prestazioni e sulla stabilità operativa delle celle SOC, sia in modalità SOEC che SOFC, hanno confermato l’idoneità e la scalabilità del design innovativo proposto da HyP3D. Questi risultati promettenti suggeriscono che l’uso della stampa 3D nella produzione di SOC potrebbe avere un impatto significativo sulla generazione di energia e sulla produzione di idrogeno in futuro.
