Impresión 3D de pilas de combustible y electrolizadores: nuevo enfoque
Las celdas de combustible capaces de convertir hidrógeno en electricidad están llamadas a desempeñar un papel importante en la transición energética hacia un futuro con cero emisiones. En modo inverso, las células de electrólisis pueden convertir el agua en hidrógeno mediante el uso de electricidad.
Los electrolizadores se consideran una de las soluciones más prometedoras para el almacenamiento masivo de la electricidad generada intermitentemente por fuentes de energía renovables, así como una alternativa inteligente para descarbonizar sectores intensivos en energía. Las celdas de combustible de óxido sólido y de electrólisis (SOFC y SOEC) tienen una alta eficiencia, pero su naturaleza cerámica aumenta fuertemente sus costes de fabricación al tiempo que limita las formas complejas y la mejora. La impresión 3D mejorará el rendimiento al tiempo que reducirá los costes de fabricación y funcionamiento. De hecho, recientemente se ha demostrado que mejora la robustez de la estructura.
Las células de óxido sólido (SOC) son células electroquímicas de múltiples capas a base de cerámica que consisten en un electrolito conductor de óxido iónico hermético a los gases con electrodos en ambos lados. Los mejores materiales SOC son circonia estabilizada con itria para electrolitos, compuestos a base de YSZ como electrodos (manganita de estroncio lantano) para el electrodo de oxígeno y Ni-YSZ para el electrodo de combustible.
Este año, un nuevo sistema SOFC obtuvo la aprobación de estado en un método rápido de evaluación que aceleró el desarrollo y la utilización. Corea del Sur está invirtiendo fuertemente en celdas de combustible de hidrógeno como una nueva fuente de energía. En septiembre de 2019, SK Engineering & Construction, una unidad del grupo SK de Corea del Sur, firmó una empresa conjunta de SOFC con Bloom Energy. Doosan Corp. se asoció con Ceres Power de Gran Bretaña para desarrollar SOFC para edificios comerciales.
Las células de electrólisis de óxido sólido (SOEC) también están ganando más atención. Estos dispositivos de conversión de energía altamente eficientes (> 80% LHV) ofrecen mayores rendimientos de producción y menor energía eléctrica específica que los competidores. Una nueva investigación en 2020 demostró SOA impreso en 3D SLA, con escaneo láser. También es un gran avance para las SOEC. De hecho, es un primer paso hacia la fabricación de una generación radicalmente nueva de células de óxido sólido con un rendimiento mejorado relacionado con su cambio de naturaleza de plano a tridimensional. Eso va más allá de la alta relación de aspecto del electrolito corrugado. Los elementos estructurales impresos en 3D proporcionan funcionalidad integrada y capacidad de apilamiento mejorada. Pesce Arianna y sus colegas informaron estos avances recientemente en J. Mater. Chem A, 2020, DOI: 10.1039 / D0TA02803G. Los investigadores creen que la impresión 3D de materiales funcionales revolucionará el sector energético al introducir formas complejas, estructuras más robustas y funcionalidades novedosas nunca antes exploradas.
Puedes obtener más información en el informe de IDTechEx, "3D Printing Composites 2020-2030: Technology and Market Analysis" and "3D Printing Materials 2019-2029: Technology and Market Analysis".
Articulos Electrónica Relacionados
- Proyecto europeo cloud SmartCL... ¿Cómo se pueden implementar soluciones en la nube de forma rápida, operar de forma segura y expandirse fácilmente? CONTACT Software, la Fundación Eclipse y otro...
- Una actualización de chip ayud... Investigadores del MIT, que el año pasado diseñaron un pequeño chip de ordenador para ayudar a los drones del tamaño de una abeja a ...
- Oportunidades de diseño del Io... Mouser ha publicado un nuevo libro electrónico en colaboración con Renesas Electronics, donde se explora el uso de la inteligencia artificial (IA) y el aprendiz...
- Sistema de propulsión del BMW ... El fabricante de automóviles ofrece las primeras ideas virtuales sobre el sistema de propulsión del BMW i HydrogenNEXT y reafirma su apuesta por una movilidad l...
- Materiales y componentes utili... Se prevé que la penetración de las energías renovables variables (ERV) siga aumentando en todo el mundo, lo que traerá consigo una mayor variabilidad e incertid...
- La eliminación de las tierras ... Los motores eléctricos son un componente esencial de la electrificación del mercado automovilístico. El mercado ha dependido en gran medida de las tierras raras...
- La robótica es el futuro del n... Los productos químicos de protección de cultivos y la robótica parecen, a primera vista, totalmente sin relación, sin embargo, IDTec...
- La innovación de OLED apunta u... El desarrollo de un material de diodos emisores de luz orgánica azul de alta eficiencia - así como nuevas ideas de procesamiento - podría transformar la fabrica...
- Entrada en vigor de la directi... El 20 de abril de 2016 entró en vigor la nueva Directiva ATEX 2014/34/UE.ATEX proviene de la expresión francesa "ATmosphère EXplosibles". L...
- Inteligencia Artificial para l... El centro tecnológico Tekniker, miembro de Basque Research and Technology Alliance (BRTA), ha utilizado técnicas de IA en el marco del proyecto Ecopool con el o...
- Conducción de vehículos molecu... Las moléculas blandas depositadas sobre superficies metálicas fueron conducidas usando un microscopio de efecto túnel (STM) sin tirarlas o ...
- Materiales cerámicos de impres... Recientemente, el fabricante de materiales e impresoras 3D de cerámica Tethon 3D ha anunciado una asociación con la empresa emergente de impresión 3D de materia...