美國(guó)大學(xué)生研究3D打印新的燃料電池技術(shù)

美國(guó)西北大學(xué)McCormick工程學(xué)院的大三學(xué)生Nick Geisendorfer一直在研究新的燃料電池制備技術(shù)。具體地說(shuō)，Nick試圖借助3D打印技術(shù)使固體氧化物燃料電池更加高效和有市場(chǎng)價(jià)值。

“目前并沒(méi)有多少人真正研究這個(gè)或試圖以這種方式制造燃料電池。”Nick表示，他認(rèn)為自己的研究屬于固體氧化物燃料電池(SOFC)技術(shù)。所謂的固體氧化物燃料電池主要通過(guò)燃料的電化學(xué)氧化而非燃燒產(chǎn)生電力。

西北大學(xué)Feinberg醫(yī)學(xué)院和McCormick工程學(xué)院教授Ramille Shah成為Nick在此項(xiàng)研究中的導(dǎo)師。Shah教授其實(shí)我們并不陌生，天工社曾經(jīng)多次報(bào)道過(guò)她的研究成果。她的研究領(lǐng)域主要包括使用含石墨烯的生物油墨3D打印神經(jīng)元以及3D打印燃料電池技術(shù)等。

與此同時(shí)，Geisendorfer也在與McCormick工程學(xué)院的另外一位教授 Scott Barnett合作，他在西北大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室專(zhuān)門(mén)研究提高燃料電池的性能方面的技術(shù)。

“我最初不愿卷入研究中去。”這位學(xué)生承認(rèn)。“但有人告訴我，“沒(méi)有人希望大學(xué)生能夠做研究來(lái)尋找答案。他們只希望你提出問(wèn)題。”這讓我有了勇氣，因?yàn)槲铱梢詥?wèn)很多問(wèn)題。”

Nick Geisendorfer(右)和Shah教授

在克服了最初的猶豫后，Geisendorfer開(kāi)始只關(guān)注如何使用SOFCs點(diǎn)亮燈泡。“SOFCs與普通的電池類(lèi)似。”他解釋道。“它們之間的主要區(qū)別是SOFCs 是完全由固體材料組成的，而普通電池一般含有液體。另一個(gè)關(guān)鍵的區(qū)別是，普通電池的容量很有限，而SOFCs，您只要給它提供燃料，它就會(huì)一直發(fā)電。一般來(lái)說(shuō)燃料電池的效率非常高，要比化石燃料的燃燒高得多。”

“SOFCs多用于固定電源，”Geisendorfer繼續(xù)說(shuō)。“它們與您放在車(chē)上的燃料電池是不同的。它更適于放在您的地下室里為您的家里供電。但它主要被認(rèn)為是一種大型能源解決方案。”

Geisendorfer研究工作的一個(gè)關(guān)鍵部分在于使用3D打印技術(shù)。這位學(xué)生發(fā)現(xiàn)，3D打印能夠幫助研究人員進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)。“SOFCs已經(jīng)出現(xiàn)了一段時(shí)間了，但沒(méi)有人能夠提供一個(gè)完善的方法使其能夠用于復(fù)雜的設(shè)計(jì)。”他解釋道。“我們正在尋找如何3D打印一個(gè)完整電池的方法或者將3D打印的燃料電池部件與Barnett教授的實(shí)驗(yàn)室的研究結(jié)合起來(lái)。”

能夠在受人尊敬的科學(xué)家身邊研究，而且還是使用前沿的3D打印技術(shù)，這一切都深深地影響著這位年輕的學(xué)者。“解決研究問(wèn)題和解決作業(yè)問(wèn)題非常不同。”他說(shuō)，“我發(fā)現(xiàn)在找到一個(gè)地方應(yīng)用材料科學(xué)方面的知識(shí)之后，這個(gè)經(jīng)歷已經(jīng)深刻地影響和改變了我對(duì)待自己的學(xué)業(yè)的方法。我現(xiàn)在對(duì)待一切問(wèn)題都有了一個(gè)完全不同的心態(tài)。在知道自己喜歡研究，而且知道我要繼續(xù)這些研究之后，我從內(nèi)心里渴望繼續(xù)讀研究生以強(qiáng)化自己的知識(shí)。”