Die Europäische Kommission unterstützt das 3D-gedruckte Projekt für saubere Energie Cell3Ditor

Das Projekt Cell3Ditor entwickelt einen Hybrid-Tintenstrahl-/SLA-Keramik-3D-Drucker für die Massenproduktion von emissionsarmen Festoxid-Brennstoffzellen (SOFCs).

Als Alternative zur kohlenstoffbasierten Energieerzeugung wurde das Projekt von der Europäischen Kommission im Rahmen des Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking (FCH JU) gefördert.

In den nächsten dreieinhalb Jahren wird die Kommission Cell3Ditor bei seiner Mission unterstützen, die Materialien, Maschinen und Prozesse zu entwickeln, die zur Schaffung und Erweiterung eines Kreislaufsystems für die alternative Energieerzeugung erforderlich sind.

Internationale Expertise nutzen

Cell3Ditor wird vom Catalonia Institute for Energy Research (IREC) in Barcelona, ​​Spanien, mit strategischen Partnern bei führenden Instituten und Unternehmen in den Niederlanden, Schweden, Spanien, dem Vereinigten Königreich, Frankreich und Dänemark geleitet.

Im Projekt bringt jeder der sieben Partner seine Expertise in bestimmten Entwicklungsstadien ein. Die Technische Universität Dänemark (DTU) beispielsweise wird maßgeblich an der Herstellung der Materialien, der Hardware und des Designs der 3D-gedruckten SOFCs beteiligt sein.

Als kleines/mittleres Unternehmen wird SAAN Energi AB, Schweden, besonderen Wert auf das Designelement des Projekts legen.

Weitere bestätigte Mitwirkende sind die Universidad de la Laguna, Promethean Particles LTD, Francisco Albero, SA, HyGear Fuel Cell Systems BV und der Hersteller von 3D-Keramikdruckern 3DCeram.

In einer SOFC

Eine SOFC erzeugt Strom durch Oxidation eines Brennstoffs wie Wasserstoff. Sie sind in einer Anoden-/Kathodenanordnung angeordnet, wie man sie in einer Batterie findet.

Der Prozess, dem Wasserstoff seine Elektronen zu entziehen und ihn mit Sauerstoff zu verschmelzen, erzeugt die immense Energie, die zur Stromerzeugung benötigt wird.

In großem Maßstab könnten SOFCs zum Antrieb von Elektroautos eingesetzt werden, was als die Zukunft aktueller Fahrzeuge gilt.

Bis zur Einführung flüssiger Alternativen im 20. Jahrhundert dienten feste Brennstoffe als Primärantrieb für Raketentriebwerke. Durch die Entwicklung könnten SOFCs sogar den Kreis des Raketentreibstoffkreislaufs schließen.

Warum wurden sie nicht früher hergestellt?

Die derzeitigen Verfahren zur Keramikverarbeitung folgen einer unglaublich komplexen Abfolge von über 100 Schritten und ermöglichen keine Designflexibilität.

Der Prozess macht die Massenproduktion von SOFC-Stacks kosten- und zeitintensiv, und die resultierenden Zellen weisen sichtbare Dichtungen und Linien auf, die den Stapel mit der Zeit weniger effektiv machen können.

Mit dem 3D-Druck schlägt Cell3Ditor einen einfachen zweistufigen Prozess zur Herstellung monolithischer SOFCs vor.

Wie im Projektbericht an die Europäische Kommission dargelegt: „Abgesehen von der offensichtlichen Vereinfachung, die sich aus einem zweistufigen Herstellungsprozess (Formung und Sintern) und der Reduzierung von Abfallmaterial durch den Einsatz additiver Fertigung ergibt, reduziert das Projekt die mit der Montage verbundenen Kosten.“ der gesamte Stack und die Implementierung des endgültigen Systems, z. B. Stromsammlung, Dichtungsmittel, Fluidik usw.“

Vorgeschlagene Spezifikationen

Die aktuellen Spezifikationen für den Hybrid-Tintenstrahl-/SLA-SOFC-3D-Drucker gemäß der Projektskizze lauten wie folgt:

Maximal bedruckbares Volumen – 30 x 30 x 10 cm (L x B x H). Schichtdicke – zwischen 10 und 250 μm. Seitliche Auflösung – <100 μm. Multi-Material-Abscheidung – 1 Material durch SLA und 4 durch Tintenstrahldruck. Druckgeschwindigkeit – über 100 Schichten pro Stunde

Das Team gibt an, dass das fertige Produkt sein wird: „Für das Cell3Ditor-Projekt wird eine spezielle Maschine gebaut, die Stapel im kW-Bereich herstellen kann und zum Kern der „Tischfabrik“ für die Massenproduktion wird.“

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Das abgebildete Bild zeigt: Demo-3D-Druck von Keramikzellen auf einer Ceramaker-Maschine. Bild über Cell3Ditor