欧州委員会が3DプリントによるクリーンエネルギープロジェクトCell3Ditorを支援

Cell3Ditor プロジェクトは、低排出固体酸化物燃料電池 (SOFC) の量産用のハイブリッド インクジェット/SLA セラミック 3D プリンタを開発しています。

このプロジェクトは、炭素ベースのエネルギー生成の代替手段として、燃料電池・水素共同事業（FCH JU）内の欧州委員会によって支援されています。

今後 3 年半にわたって、委員会は、代替エネルギー生産のための循環システムの構築と拡大に必要な材料、機械、およびプロセスを開発するという使命において Cell3Ditor を支援します。

国際的な専門知識の活用

Cell3Ditor は、スペインのバルセロナにあるカタルーニャエネルギー研究所 (IREC) が主導しており、オランダ、スウェーデン、スペイン、英国、フランス、デンマークの主要な研究所や企業が戦略的パートナーと協力しています。

このプロジェクトでは、7 つのパートナーがそれぞれ、開発の特定の段階に専門知識を提供します。 たとえば、デンマーク工科大学 (DTU) は、3D プリントされた SOFC の材料、ハードウェア、設計の生産に貢献します。

スウェーデンの SAAN Energi AB は、中小企業として、プロジェクトの設計要素に特に焦点を当てます。

他に確認されている貢献者としては、ラグーナ大学、プロメシアン パーティクルズ LTD、SA フランシスコ アルベロ、HyGear Fuel Cell Systems BV、セラミック 3D プリンター メーカー 3DCeram が挙げられます。

SOFCの内部

SOFC は、水素などの燃料を酸化することで電気を生成します。 これらは、電池に見られるようなアノード/カソード構成で配置されています。

水素から電子が剥ぎ取られ、酸素と融合するプロセスにより、発電に必要な膨大なエネルギーが生成されます。

SOFC は、現在の自動車の将来であると考えられている電気自動車に電力を供給するために大規模に使用される可能性があります。

液体の代替燃料が導入される 20 世紀までは、固体燃料がロケット エンジンの主な動力として使用されていました。 開発を通じて、SOFC はロケット燃料サイクルを一周させることもできます。

なぜもっと早く作らなかったのでしょうか？

現在のセラミック加工手段は、100 以上の非常に複雑な一連のステップを経ており、設計の柔軟性がありません。

このプロセスにより、SOFC スタックの大量生産は金銭的にも時間的にも高価になり、結果として得られるセルには目に見えるシールやラインが含まれており、時間の経過とともにスタックの効率が低下する可能性があります。

Cell3Ditor は、3D プリンティングを使用して、モノリシック SOFC を製造するためのシンプルな 2 段階のプロセスを提案しています。

欧州委員会へのプロジェクトの報告書で概説されているように、「2 段階 (成形と焼結) の製造プロセスによる明らかな簡素化と、積層造形の採用による廃棄材料の削減とは別に、このプロジェクトは、アセンブリに関連するコストを削減します。スタック全体と最終システムの実装（集電、シーラント、流体工学など）。」

提案仕様

プロジェクト概要によると、ハイブリッド インクジェット/SLA SOFC 3D プリンターの現在の仕様は次のとおりです。

最大印刷可能体積 – 30 x 30 x 10 cm (長さ x 幅 x 高さ) 層の厚さ – 10 ～ 250 μmL 横方向の解像度 – <100 μm マルチマテリアルの堆積 – SLA による 1 材料とインクジェット印刷による 4 材料 印刷速度 – 1 時間あたり 100 以上の層

チームは、完成品は「kWレンジのスタックを製造できる専用マシンが、量産用の「卓上」工場の中核となるCell3Ditorプロジェクト用に構築される」と述べている。

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注目の画像は次のとおりです: Ceramaker マシンでのセラミック セルの 3D プリンティングのデモ。 Cell3Ditor経由の画像