🔬 “เซลล์เชื้อเพลิงเซรามิกพิมพ์สามมิติจาก DTU — เบา ทน และผลิตพลังงานได้มากกว่าหนึ่งวัตต์ต่อกรัม พร้อมพลิกโฉมอุตสาหกรรมการบิน” ทีมนักวิจัยจาก Technical University of Denmark (DTU) ได้เปิดตัวนวัตกรรมใหม่ที่อาจเปลี่ยนอนาคตของเซลล์เชื้อเพลิงสำหรับการบิน ด้วยการพัฒนาเซลล์เชื้อเพลิงแบบใหม่ที่เรียกว่า “Monolithic Gyroidal Solid Oxide Cell” หรือ “The Monolith” ซึ่งผลิตด้วยเทคโนโลยีการพิมพ์สามมิติจากวัสดุเซรามิกทั้งหมด จุดเด่นของเซลล์เชื้อเพลิงนี้คือโครงสร้างแบบ “gyroid” ซึ่งเป็นรูปทรงเรขาคณิตที่เรียกว่า triply periodic minimal surface (TPMS) มีคุณสมบัติด้านการกระจายความร้อนดีเยี่ยม พื้นที่ผิวสูง และน้ำหนักเบา โดยได้รับแรงบันดาลใจจากโครงสร้างธรรมชาติ เช่น ปะการังและปีกผีเสื้อ ต่างจากเซลล์เชื้อเพลิงทั่วไปที่ใช้โลหะเป็นส่วนประกอบหลัก ซึ่งคิดเป็นกว่า 75% ของน้ำหนักทั้งหมด เซลล์เชื้อเพลิงแบบใหม่ของ DTU ใช้เซรามิกล้วน ทำให้เบากว่า ทนต่อการกัดกร่อน และสามารถผลิตพลังงานได้มากกว่า 1 วัตต์ต่อกรัม ซึ่งเป็นอัตราส่วนพลังงานต่อน้ำหนักที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมการบิน นอกจากนี้ “The Monolith” ยังสามารถสลับโหมดการทำงานระหว่างการผลิตพลังงานและการเก็บพลังงาน (electrolysis mode) ได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยในโหมด electrolysis สามารถผลิตไฮโดรเจนได้มากกว่ามาตรฐานถึง 10 เท่า การผลิตด้วยการพิมพ์สามมิติยังช่วยลดขั้นตอนการประกอบ ลดจำนวนชิ้นส่วน และเพิ่มความแม่นยำในการควบคุมโครงสร้างภายใน ทำให้ต้นทุนการผลิตลดลง และสามารถปรับแต่งการออกแบบได้ตามความต้องการเฉพาะของแต่ละอุตสาหกรรม ✅ ข้อมูลสำคัญจากข่าว ➡️ DTU พัฒนาเซลล์เชื้อเพลิงแบบใหม่ชื่อ “Monolithic Gyroidal Solid Oxide Cell” หรือ “The Monolith” ➡️ ใช้โครงสร้าง gyroid ซึ่งเป็น TPMS เพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวและลดน้ำหนัก ➡️ ผลิตจากเซรามิกทั้งหมด ไม่มีส่วนประกอบโลหะ ➡️ ให้พลังงานมากกว่า 1 วัตต์ต่อกรัม ซึ่งเหมาะกับการใช้งานในอุตสาหกรรมการบิน ✅ คุณสมบัติเด่นของเซลล์เชื้อเพลิง ➡️ ทนต่ออุณหภูมิสูงถึง 100°C และสลับโหมดการทำงานได้ระหว่างผลิตและเก็บพลังงาน ➡️ โหมด electrolysis เพิ่มอัตราการผลิตไฮโดรเจนได้ถึง 10 เท่า ➡️ โครงสร้าง gyroid ช่วยกระจายความร้อนและไหลเวียนก๊าซได้ดี ➡️ การพิมพ์สามมิติช่วยลดขั้นตอนการผลิตและต้นทุน ✅ ข้อมูลเสริมจากภายนอก ➡️ TPMS ถูกใช้ในงานวิศวกรรม เช่น heat exchanger และวัสดุโครงสร้างเบา ➡️ เซลล์เชื้อเพลิงแบบ solid oxide (SOC) ถูกใช้ในโรงพยาบาล เรือ และระบบพลังงานหมุนเวียน ➡️ การใช้เซรามิกแทนโลหะช่วยลดปัญหาการกัดกร่อนและเพิ่มอายุการใช้งาน ➡️ DTU เป็นหนึ่งในสถาบันที่มีผลงานวิจัยด้านพลังงานสะอาดระดับแนวหน้าในยุโรป https://www.tomshardware.com/3d-printing/researchers-3d-print-lightweight-ceramic-fuel-cell-suggests-alternative-power-source-for-the-aerospace-industry