2026年4月4日，丹麦技术大学能源转换与存储系 (DTU Energy) 的研究人员展示了一种新的固体氧化物燃料电池（SOFC）设计架构方法，生产出具有仿生式螺旋几何形状的整体式陶瓷燃料电池，功率重量比比传统平面 SOFC 架构高出约五倍。
由 Vincenzo Esposito 教授领导的研究团队，利用Lithoz CeraFab 系统，通过基于光刻的陶瓷制造 (LCM) 技术，打印出Lithoz氧化钇稳定氧化锆 (8YSZ) 的单个三维燃料电池结构。与传统平面结构的典型值约 0.2 W g⁻¹ 的功率重量比。结构评估由 DTU Construct 的副教授 Venkata Karthik Nadimpalli 完成，他的专长涵盖了结构陶瓷材料在热和运行条件下的力学行为和结构优化。
消除互连和密封剂
整体式螺旋体设计取消了堆叠式平面SOFC架构中的标准组件互连和密封剂，从而减轻了重量，降低了热失配，减少了机械应力，同时提高了体积利用率。
丹麦技术大学能源系教授埃斯波西托说道：“我们的座右铭‘逃离平面世界’听起来像是一个合乎逻辑的步骤，但长期以来却一直无法实现。材料和微观结构的特殊排列需要显著提高的复杂性——但直到最近，我们才拥有了将这一概念变为现实的工具。”8YSZ 仍然是 SOFC 中最广泛使用且技术最成熟的电解质材料之一。凭借成熟的精度和可扩展性，Lithoz LCM技术已证明，对于这些具有最薄内壁的仿生 TPMS 几何结构，重复性最高，并且本身就满足气体供应要求。只有精确复制这些陀螺仪单元，并添加密封的外壳框架以保持气密性，才能实现整体式结构。
计划扩大工业规模
Lithoz 首席执行官Johannes Homa 表示：“丹麦技术大学 (DTU)通过在 Lithoz
CeraFab 打印机上实现具有复杂螺旋几何形状的 8YSZ
单片燃料电池，能够减少对堆叠式平面物品固有的传统互连和密封架构的依赖。这些因素历来是商业平面SOFC堆在寻求更高功率密度方面的阿喀琉斯之踵，因此也是在寻求更有利的功率重量比时传统的关注焦点。凭借革命性的整体式设计理念，这些元件无需逐步优化出口点，从而为燃料电池设计的彻底革新铺平了道路。当然，我们对这项技术将对全球氢能产业产生的影响感到无比兴奋。”
埃斯波西托教授的团队现在计划将这一项目扩大到工业规模。
来源：南极熊
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