طراحی و ساخت باتری هیدروژنی با استفاده از پرینتر سه بعدی FDM

با توجه به نیاز روز افزون به منابع انرژی پایدار و فناوری های دوستدار محیط زیست توسعه سامانه های الکتروشیمیایی نوین از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این پژوهش یک پیل الکتروشیمیایی نوآورانه با بهره گیری از فناوری چاپ سه بعدی FDM) طراحی و ساخته شد که در آن از ترکیب مواد رسانا و زیست تخریب پذیر استفاده گردید. در این طرح هم بدنه اصلی و هم صفحات متخلخل داخلی الکترودها با استفاده از فیلامنت رسانای زیست پایه مشتق از کربن چاپ شدند. این رویکرد با ایجاد معماری داخلی منحصر به فرد سطح موثر واکنش را به میزان ۱۰۴ برابر افزایش داد. این افزایش قابل توجه در سطح فعال الکتروشیمیایی (EASA)، مستقیما منجر به کاهش مقاومت انتقال بار و بهبود چگالی توان خروجی پیل گردید. بدنه پیل نیز از پلیمر زیست تخریب پذیر PLA ساخته شد که سازگاری بالایی با محیط زیست دارد. هدف این تحقیق ارائه راهکاری پایدار برای تولید پیل های الکتروشیمیایی با بازدهی بالا، قابلیت سفارشی سازی، کاهش ضایعات صنعتی و ارتقای فناوری های انرژی پاک است. نتایج اولیه حاصل از آزمون های ولتاژ-جریان و امپدانس الکتروشیمیایی نشان می دهد که معماری نوین الکترودها مقاومت داخلی پیل را کاهش داده و فرایند یونیزاسیون را با انرژی کمتر و سرعت بیشتری امکان پذیر می سازد.

کلیدواژه ها:

پیل الکتروشیمیایی ، چاپ سه بعدی ، فیلامنت رسانا ، الکترود متخلخل ، افزایش سطح موثر ، امپدانس الکتروشیمیایی