Các nhà khoa học và kỹ sư tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Livermore (LLNL) đang sử dụng điện cực dòng chảy qua in 3D (FTE), một sản phẩm thành phần cốt lõi được sử dụng để chuyển CO 2 và các phân tử khác thành các lò phản ứng điện hóa hữu ích.

Như được mô tả trong một bài báo được xuất bản trong Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia, lần đầu tiên các kỹ sư LLNL đã in 3D carbon FTE (điện cực xốp chịu trách nhiệm cho phản ứng trong lò phản ứng) từ graphene aerogel. Bằng cách tận dụng quyền tự do thiết kế do in 3D cung cấp, các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng họ có thể tùy chỉnh dòng chảy trong FTE và cải thiện đáng kể sự truyền khối — các chất phản ứng dạng lỏng hoặc khí được vận chuyển qua các điện cực đến bề mặt phản ứng. Các nhà nghiên cứu nói rằng công trình này mở ra cơ hội để thiết lập in 3D như một phương pháp tạo mẫu nhanh phổ biến, khả thi cho các điện cực dòng chảy và là một cách đầy hứa hẹn để tối đa hóa hiệu suất của lò phản ứng.

Điện cực dòng in 3D mở ra cánh cửa để tối đa hóa hiệu suất của lò phản ứng_PTJ Blog

Tại LLNL, chúng tôi là người đầu tiên sử dụng lò phản ứng ba chiều để kiểm soát chính xác môi trường phản ứng cục bộ. Tác giả chính của bài báo và kỹ sư LLNL Victor Beck nói rằng điện cực hiệu suất cao mới sẽ trở thành một phần quan trọng của thế hệ kiến ​​trúc lò phản ứng điện hóa tiếp theo. Tiến bộ này chứng minh cách chúng ta có thể sử dụng điều khiển do chức năng in 3D cung cấp cho cấu trúc điện cực để thiết kế dòng chất lỏng cục bộ và tạo ra các mẫu dòng quán tính phức tạp để cải thiện hiệu suất của lò phản ứng.

Thông qua in 3D, các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng bằng cách kiểm soát hình dạng kênh dòng chảy của điện cực, họ có thể tối ưu hóa phản ứng điện hóa trong khi giảm thiểu sự đánh đổi trong FTE được sản xuất theo phương pháp truyền thống. Các vật liệu điển hình được sử dụng trong FTE là các phương tiện “rối loạn”, chẳng hạn như bọt hoặc nỉ làm từ sợi carbon, điều này hạn chế cơ hội thiết kế cấu trúc vi mô của nó. Các nhà nghiên cứu giải thích rằng mặc dù chi phí sản xuất thấp, các vật liệu được sắp xếp ngẫu nhiên bị ảnh hưởng bởi sự phân bố dòng chảy và chuyển khối không đồng đều.

Đồng tác giả Swetha Chandrasekaran cho biết bằng cách in 3D các vật liệu tiên tiến như carbon aerogel, có thể thiết kế các mạng macroporous trong những vật liệu này mà không ảnh hưởng đến các đặc tính vật lý như độ dẫn điện và diện tích bề mặt.

Nhóm nghiên cứu báo cáo rằng FTE được in trong cấu trúc mạng bằng phương pháp viết mực trực tiếp đã cải thiện khả năng truyền khối lượng 1-2 bậc so với công việc in 3D đã được báo cáo trước đó và đạt được hiệu suất tương đương với các vật liệu truyền thống.

Các nhà nghiên cứu tuyên bố rằng vì khả năng thương mại và việc áp dụng rộng rãi của các lò phản ứng điện hóa phụ thuộc vào việc thu được khối lượng lớn hơn, khả năng thiết kế các dòng chảy trong FTE sẽ khiến công nghệ này trở thành một lựa chọn hấp dẫn hơn để giúp giải quyết cuộc khủng hoảng năng lượng toàn cầu. Cải thiện hiệu suất và khả năng dự đoán của các điện cực in 3D cũng làm cho chúng phù hợp để sử dụng trong các lò phản ứng khuếch đại cho các bộ chuyển đổi điện hóa hiệu suất cao.

Đồng tác giả Anna Ivanovskaya nói rằng việc kiểm soát tốt hình dạng điện cực sẽ cho phép kỹ thuật lò phản ứng điện hóa tiên tiến mà thế hệ vật liệu điện cực trước đây không thể thực hiện được. Các kỹ sư sẽ có thể thiết kế và sản xuất các cấu trúc được tối ưu hóa cho các quy trình cụ thể. Về tiềm năng, với sự phát triển của công nghệ sản xuất, các điện cực in 3D có thể thay thế các điện cực rối loạn truyền thống cho các lò phản ứng loại khí và lỏng.

Các nhà khoa học và kỹ sư tại LLNL hiện đang khám phá việc sử dụng các lò phản ứng điện hóa trong một loạt các ứng dụng, bao gồm việc chuyển đổi CO 2 thành nhiên liệu hữu ích và polyme và lưu trữ năng lượng điện hóa để triển khai thêm điện từ các nguồn năng lượng tái tạo và không có carbon. Các nhà nghiên cứu cho biết, kết quả đầy hứa hẹn sẽ cho phép họ nhanh chóng khám phá tác động của các cấu trúc điện cực được thiết kế riêng mà không cần đến các kỹ thuật sản xuất công nghiệp đắt tiền.

LLNL đang làm việc để sản xuất các điện cực và thành phần lò phản ứng mạnh mẽ hơn ở độ phân giải cao hơn thông qua công nghệ in polyme 3D dựa trên ánh sáng (chẳng hạn như phép chiếu vi lập thể và in thạch bản hai photon, dòng chảy qua quá trình kim loại hóa). Nhóm cũng sẽ sử dụng máy tính hiệu suất cao để thiết kế các cấu trúc hoạt động tốt hơn và tiếp tục triển khai các điện cực in 3D trong các lò phản ứng lớn hơn và phức tạp hơn cũng như các tế bào điện hóa đầy đủ.

Các nhà khoa học và kỹ sư tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Livermore (LLNL) đang sử dụng điện cực dòng chảy qua in 3D (FTE), một sản phẩm thành phần cốt lõi được sử dụng để chuyển CO 2 và các phân tử khác thành các lò phản ứng điện hóa hữu ích.

Như được mô tả trong một bài báo được xuất bản trong Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia, lần đầu tiên các kỹ sư LLNL đã in 3D carbon FTE (điện cực xốp chịu trách nhiệm cho phản ứng trong lò phản ứng) từ graphene aerogel. Bằng cách tận dụng quyền tự do thiết kế do in 3D cung cấp, các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng họ có thể tùy chỉnh dòng chảy trong FTE và cải thiện đáng kể sự truyền khối — các chất phản ứng dạng lỏng hoặc khí được vận chuyển qua các điện cực đến bề mặt phản ứng. Các nhà nghiên cứu nói rằng công trình này mở ra cơ hội để thiết lập in 3D như một phương pháp tạo mẫu nhanh phổ biến, khả thi cho các điện cực dòng chảy và là một cách đầy hứa hẹn để tối đa hóa hiệu suất của lò phản ứng.

Tại LLNL, chúng tôi là người đầu tiên sử dụng lò phản ứng ba chiều để kiểm soát chính xác môi trường phản ứng cục bộ. Tác giả chính của bài báo và kỹ sư LLNL Victor Beck nói rằng điện cực hiệu suất cao mới sẽ trở thành một phần quan trọng của thế hệ kiến ​​trúc lò phản ứng điện hóa tiếp theo. Tiến bộ này chứng minh cách chúng ta có thể sử dụng điều khiển do chức năng in 3D cung cấp cho cấu trúc điện cực để thiết kế dòng chất lỏng cục bộ và tạo ra các mẫu dòng quán tính phức tạp để cải thiện hiệu suất của lò phản ứng.

Thông qua in 3D, các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng bằng cách kiểm soát hình dạng kênh dòng chảy của điện cực, họ có thể tối ưu hóa phản ứng điện hóa trong khi giảm thiểu sự đánh đổi trong FTE được sản xuất theo phương pháp truyền thống. Các vật liệu điển hình được sử dụng trong FTE là các phương tiện “rối loạn”, chẳng hạn như bọt hoặc nỉ làm từ sợi carbon, điều này hạn chế cơ hội thiết kế cấu trúc vi mô của nó. Các nhà nghiên cứu giải thích rằng mặc dù chi phí sản xuất thấp, các vật liệu được sắp xếp ngẫu nhiên bị ảnh hưởng bởi sự phân bố dòng chảy và chuyển khối không đồng đều.

Đồng tác giả Swetha Chandrasekaran cho biết bằng cách in 3D các vật liệu tiên tiến như carbon aerogel, có thể thiết kế các mạng macroporous trong những vật liệu này mà không ảnh hưởng đến các đặc tính vật lý như độ dẫn điện và diện tích bề mặt.

Nhóm nghiên cứu báo cáo rằng FTE được in trong cấu trúc mạng bằng phương pháp viết mực trực tiếp đã cải thiện khả năng truyền khối lượng 1-2 bậc so với công việc in 3D đã được báo cáo trước đó và đạt được hiệu suất tương đương với các vật liệu truyền thống.

Các nhà nghiên cứu tuyên bố rằng vì khả năng thương mại và việc áp dụng rộng rãi của các lò phản ứng điện hóa phụ thuộc vào việc thu được khối lượng lớn hơn, khả năng thiết kế các dòng chảy trong FTE sẽ khiến công nghệ này trở thành một lựa chọn hấp dẫn hơn để giúp giải quyết cuộc khủng hoảng năng lượng toàn cầu. Cải thiện hiệu suất và khả năng dự đoán của các điện cực in 3D cũng làm cho chúng phù hợp để sử dụng trong các lò phản ứng khuếch đại cho các bộ chuyển đổi điện hóa hiệu suất cao.

Đồng tác giả Anna Ivanovskaya nói rằng việc kiểm soát tốt hình dạng điện cực sẽ cho phép kỹ thuật lò phản ứng điện hóa tiên tiến mà thế hệ vật liệu điện cực trước đây không thể thực hiện được. Các kỹ sư sẽ có thể thiết kế và sản xuất các cấu trúc được tối ưu hóa cho các quy trình cụ thể. Về tiềm năng, với sự phát triển của công nghệ sản xuất, các điện cực in 3D có thể thay thế các điện cực rối loạn truyền thống cho các lò phản ứng loại khí và lỏng.

Các nhà khoa học và kỹ sư tại LLNL hiện đang khám phá việc sử dụng các lò phản ứng điện hóa trong một loạt các ứng dụng, bao gồm việc chuyển đổi CO 2 thành nhiên liệu hữu ích và polyme và lưu trữ năng lượng điện hóa để triển khai thêm điện từ các nguồn năng lượng tái tạo và không có carbon. Các nhà nghiên cứu cho biết, kết quả đầy hứa hẹn sẽ cho phép họ nhanh chóng khám phá tác động của các cấu trúc điện cực được thiết kế riêng mà không cần đến các kỹ thuật sản xuất công nghiệp đắt tiền.

LLNL đang làm việc để sản xuất các điện cực và thành phần lò phản ứng mạnh mẽ hơn ở độ phân giải cao hơn thông qua công nghệ in polyme 3D dựa trên ánh sáng (chẳng hạn như phép chiếu vi lập thể và in thạch bản hai photon, dòng chảy qua quá trình kim loại hóa). Nhóm cũng sẽ sử dụng máy tính hiệu suất cao để thiết kế các cấu trúc hoạt động tốt hơn và tiếp tục triển khai các điện cực in 3D trong các lò phản ứng lớn hơn và phức tạp hơn cũng như các tế bào điện hóa đầy đủ.

Liên kết đến bài viết này : Điện cực dòng in 3D mở ra cánh cửa để tối đa hóa hiệu suất của lò phản ứng

Tuyên bố Tái bản: Nếu không có hướng dẫn đặc biệt, tất cả các bài viết trên trang web này là bản gốc. Vui lòng ghi rõ nguồn để tái bản: https: //www.cncmachiningptj.com/,thanks!


Điện cực dòng in 3D mở ra cánh cửa để tối đa hóa hiệu suất của lò phản ứng_PTJ BlogPTJ® cung cấp đầy đủ các Độ chính xác tùy chỉnh máy gia công cnc trung quốc Chứng nhận ISO 9001: 2015 & AS-9100. Độ chính xác nhanh 3, 4 và 5 trục Cơ khí CNC dịch vụ bao gồm xay xát, tấm kim loại theo thông số kỹ thuật của khách hàng, Có khả năng gia công các bộ phận bằng kim loại và nhựa với dung sai +/- 0.005 mm. cắt laser, khoan,đúc chết, kim loại tấm và dậpCung cấp nguyên mẫu, chạy sản xuất đầy đủ, hỗ trợ kỹ thuật và kiểm tra đầy đủ. ô tôhàng không vũ trụ, khuôn và vật cố định, ánh sáng dẫn,y khoa, xe đạp và người tiêu dùng thiết bị điện tử các ngành nghề. Giao hàng đúng hẹn. Hãy cho chúng tôi biết một chút về ngân sách dự án của bạn và thời gian giao hàng dự kiến. Chúng tôi sẽ cùng bạn lập chiến lược để cung cấp các dịch vụ hiệu quả nhất về chi phí nhằm giúp bạn đạt được mục tiêu của mình, Chào mừng bạn đến với Liên hệ với chúng tôi ( [email protected] ) trực tiếp cho dự án mới của bạn.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *