Vielfältige Anwendungsbereiche: US-Forscher entwickeln neues 3D-Laserdruckverfahren für Keramik zur Stromspeicherung

Mit dem „Elektrolyzer“ hat der US-Forscher Jinshua Tong und sein Team von der Clemson University ein Laserverfahren für den 3D-Druck von Keramikobjekten vorgestellt, die Energie speichern können. Zu möglichen Anwendungsbereichen zählen unter anderem Batterien und Solarzellen. Mit dem Verfahren ließen sich zum Beispiel Akkus für Smartphones herstellen, die eine tagelange Laufzeit haben können, heißt es.

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Ein Forscherteam der Clemson University entwickelte ein 3D-Laserdruckverfahren zur Energiespeicherung. Jinshua „Joshua“ Tong und seine Kollegen beschäftigen sich mit einer neuen 3D-Drucktechnik, die mit schneller Laserbearbeitung arbeitet und „protonische Keramik-Elektroyseur-Stacks“ fertigt. Die Stapel wandeln Strom in Wasserstoff um und dienen als Energiespeicher.

Die Elektroyseure sind auf verschiedene Arten einsetzbar, inklusive als Kraftstoff für Autos oder zur Speicherung von Energie, die aus der Sonnen-, und Windkraft gewonnen wurde. Wie Tong in einer Pressemitteilung der Universität erklärt, reduziere das neue keramische 3D-Laserdruckverfahren die Kosten und den Zeitaufwand bezüglich der Produktion hochverdichteter Elektrolyseur (engl. electrolyzer). Die Kosten der Wasserstoffproduktion könne um 50 Prozent gesenkt und die Gerätegröße um eine Größenordnung minimiert werden, heißt es von Tong.

Anwendungsbereiche

Jinshua Tong leitet die Forschung für erneuerbare Energien und Energieeffizienz am US-Energieministerium. Bei einem Erfolg der Elektrolyseur, sei es mit der gleichen Technik möglich, auch andere Arten von Keramikprodukten per 3D-Drucker herzustellen. Hier nannte er Batterien und Solarzellen als Beispiele. Es ließen sich Akkus für Smartphones herstellen, die eine tagelange Laufzeit haben könnten, erläuterte er.

Anwendung von 3D-Druck beim dem Verfahren

Jinshua Tong
Jinshua Tong („Joshua“) von der Clemson University (Bild © Clemson Universit)

Für einen Elektrolyseur sind verschiedene Keramik-Arten erforderlich und macht das Sintern zur Herausforderung. Der 3D-Drucker von Tong fertigt eine Keramikschicht, die ein Laser sofort sintert und den Einsatz eines Ofens unterbindet. Anwender könnten mit dem Verfahren einen Elektrolyseur herstellen, der aus vier verschiedenen Keramiktypen besteht, ohne einen Ofen dafür zu benötigen.

Wie Tong weiter ausführte, könnte etwa der Entwurf eines Brennstoffzellenstapels für ein Auto per E-Mail an eine Produktionsstätte übermittelt werden, die weit entfernt ist und in nur wenigen Stunden gedruckt werden. Auf diese Weise würde sich der Zeitaufwand auf Stunden statt Tage reduzieren. Über dieses spannende Forschungsthema berichten wir auch zukünftig im 3D-grenzenlos Magazin – Deutschlands Magazin zum 3D-Druck (Newsletter abonnieren).

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