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固體氧化物燃料電池（Solid Oxide Fuel Cells, SOFCs）是一種新型發(fā)電裝置，具有能量轉(zhuǎn)化效率高、燃料適應(yīng)性廣、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。微管式固體氧化物燃料電池（Microtubular solid Oxide Fuel Cells, MT-SOFCs）不僅具有高能量密度，可以快速啟動(dòng)或關(guān)閉，而且可實(shí)現(xiàn)輕量化，便于移動(dòng)或攜帶。

美國(guó)瓦特燃料電池公司（WATT Fuel Cell Corporation）的研究人員開(kāi)發(fā)了一種用于生產(chǎn)微管式固體氧化物燃料電池的3D打印技術(shù)，并研制成功了世界首臺(tái)基于3D打印技術(shù)的微管式固體氧化物燃料電池。該電池具有優(yōu)異的能量輸出、長(zhǎng)期穩(wěn)定性、和熱循環(huán)穩(wěn)定性；800℃工作時(shí)能量密度達(dá)到0.989W·cm-2，在18.5A固定輸出電流狀態(tài)下可穩(wěn)定工作4000小時(shí)以上，并且可經(jīng)受1000次以上的快速熱循環(huán)（溫度變化率高于350°C·min-1）。與其他傳統(tǒng)方法制造的同類型電池相比，通過(guò)該技術(shù)得到的電極孔隙分布及材料成分更加均勻，制備的電池性能處于領(lǐng)先水平。

瓦特公司的3D打印工藝流程主要為：首先分別將電池陽(yáng)極、電解質(zhì)、陰極的材料與樹(shù)脂、溶劑、分散劑混合來(lái)配制成相應(yīng)的“墨水”，然后在陶瓷基底上分別成型陽(yáng)極層、電解質(zhì)層、及陰極層來(lái)得到燃料電池的微管，具體見(jiàn)圖1。

瓦特公司已經(jīng)利用該項(xiàng)3D打印技術(shù)小批量生產(chǎn)便攜式燃料電池，并通過(guò)電池的質(zhì)量控制數(shù)據(jù)證明了該3D打印技術(shù)用于電池生產(chǎn)時(shí)可保持良好的工藝一致性。同時(shí)，采用3D打印技術(shù)也可為瓦特公司降低電池的研發(fā)成本。

參考文獻(xiàn)：

1. Huang W, Finnerty C, Sharp R, et al. High‐Performance 3D Printed Microtubular Solid Oxide Fuel Cells[J]. Advanced Materials Technologies, 2017.ind J U, Busbee T A, Valentine A D, et al. Instrumented cardiac microphysiological devices via multimaterial three-dimensional printing[J]. Nature Materials, 2016.