近日，一项收到欧洲地平线计划（Horizon Europe）资助的项目结合陶瓷3D打印和固体氧化物电解电池（SOEC）两项技术取得进展，其采用市售的YSZ（钇稳定氧化锆）粉末配置了用于SLA打印的专用浆料，并制备出高压独立SOEC堆栈，从而实现了将电力转化为压缩氢气。

SOEC工作原理示意图

注：

SOEC（固体氧化物电解电池）——与固体氧化物燃料电池（SOFC）运作方式相反，将电能转化为化学能，主要功能是电解水蒸气（H₂O）或二氧化碳（CO₂）来产生氢气（H₂）或一氧化碳（CO）等气体燃料。SOEC的关键部分是固体电解质，通常由氧化物材料如氧化钇稳定的氧化锆（YSZ）或氧化镧稳定的氧化镁（LSM）等组成。这些电解质材料具有高离子导电性，允许氧离子在高温下在电解质内移动。

SLA（激光扫描的光固化技术）——使用紫外线激光来逐层固化液体光敏树脂的打印技术，具有高分辨率和高精度，在制造复杂、精细和高质量的原型和部件方面具有广泛的应用。

3D 打印SOEC电池

本次报道的3D打印超高功率密度SOEC堆栈在紧凑的630cm³体积内提供2.14kW的功率输出。这意味着每单位体积的比功率增加了三倍，达到3.4kW，每单位质量的比功率增加了四倍，达到1.10kW/kg。据说这些功能超过了任何现有的基准。

总结

氢能被视为最环保的能源，相关产业受到资本高度青睐，并且已有爆发之势。而燃料电池和电解池就是氢能和电能相互转化的关键器件。早在2020年，就有研究成果显示可以利用SLA技术打印SOFC，而同样可以利用该技术打印SOEC也得到验证，则加强了陶瓷3D打印对于加速推动氢能产业落地的重大意义，进而呈现出3D打印对传统陶瓷SOEC加工的“范式转变”趋势。

粉体圈 整理