На 3D-принтере напечатали топливный элемент из керамики для авиации

Разработка ученых открывает новый этап в создании современных источников энергии. Специалисты из Технического университета Дании (DTU) при помощи 3D-печати изготовили исключительно легкий и высокоэффективный топливный элемент из керамики, что стало настоящим прорывом в отрасли.

От металла к керамике: шаг к облегчению и повышению эффективности

Главное отличие новой ячейки — материал. В отличие от традиционных металлических конструкций, этот элемент полностью выполнен из керамики. Такое решение значительно снижает массу устройства, что особенно критично для аэрокосмических систем, где важен каждый грамм. Высокая результативность обеспечивается уникальной архитектурой, получившей название «Монолит» (монолитная гироидная твердооксидная ячейка). Основой стала природная форма — пористая структура кораллов. Технически это гироид — сложная трехмерная периодическая поверхность, позволяющая создавать огромную площадь контакта внутри компактного объема.

Ключевые преимущества:

• Теплоотвод. Разветвленная поверхность эффективно рассеивает избыточное тепло и предотвращает перегрев.
• Мощность. Ячейка демонстрирует выдающиеся показатели — более 1 Вт на грамм собственного веса.
• Долговечность. Несмотря на керамическую основу, конструкция выдерживает нагрев до 1000 °C и многочисленные циклы заряда-разряда без разрушений.

Двойное назначение: потребление и генерация

Еще одна важная особенность — режим электролиза. В этом случае элемент не потребляет, а генерирует водород, причем эффективность процесса в десять раз выше по сравнению с традиционными топливными системами. Это открывает путь к созданию автономных установок для энергоснабжения.

Использование 3D-печати

Применение аддитивных технологий оказалось решающим. Именно 3D-печать позволила воспроизвести сложнейшую гироидную структуру, недостижимую стандартными методами обработки. Такой подход не только расширяет возможности инженеров в области дизайна, но и делает производство подобных элементов доступнее и быстрее.

Разработка демонстрирует, что использование 3D-принтеров уже давно вышло за пределы прототипирования и переходит в сферу серийного создания материалов будущего, обладающих заранее заданными, уникальными характеристиками.