התמונה מציגה את האלקטרודה התלת-ממדית המעוצבת: היא מנהלת את נדידת הבועות בתגובת בריחת הגז בצפיפות זרם גבוהה.
אלקטרוליזה של מים אלקליין נחשבת כדרך לבנות משק מימן על ידי המרת אנרגיה מתחדשת לסירוגין לאנרגיה כימית נקייה מבוססת מימן.
עם זאת, הטכנולוגיה הנוכחית משיגה רק צפיפות זרם נמוכה ויעילות מתח נמוכה.
על מנת להפוך את טכנולוגיית האלקטרוליזה ליותר ערך, צוות מהמעבדה הלאומית לורנס ליברמור (LLNL), בשיתוף אוניברסיטת קליפורניה, סנטה קרוז ושני מוסדות נוספים, פיתח אלקטרודת הדפסה תלת מימדית שיכולה להפחית את מספר תהליכי האלקטרוליזה. הבעיה הנגרמת על ידי הבועות שנוצרו ב-.
אחד המפתחות להשגת צפיפות זרם גבוהה יותר באלקטרוליזה הוא הבועות הנוצרות במהלך תהליך האלקטרוליזה. בועות אוויר מתערבבות לעיתים קרובות, גורמות לחסימות ונלכדות, מה שמקשה עליהן להימלט.
המחבר הראשי של מאמר שפורסם על ידי LLNL ב-"Advanced Energy Materials", מדען החומרים של LLNL Cheng Zhu (Cheng Zhu) אמר: "אלקטרודה חדשה זו יכולה לחסל בועות אוויר מהר יותר. אתה לא רוצה שבועות אוויר יילכדו בחומר אתה צריך להוציא אותם כמה שיותר דלק כמה שיותר מהר."
האלקטרודה החדשה בעלת מבנה הדפסת תלת מימד ייחודי מעכבת את ההתאחדות, ההפרעות ולכידת הבועות, וגורמת לשחרור הבועות במהירות. צוות המחקר מצא כי הצפיפות הנוכחית במבנה הייתה פי 3 מתקן המעבדה.
הצוות גם השתמש בסימולציות כדי להבין איך הגז נוצר, איך הוא ברח ובאיזו מהירות הוא ברח. מכיוון שאינך יכול לראות את התהליך הזה בתוך האלקטרודה, סימולציה היא קריטית בתכנון.
Rongpei Shi, מדען חומרים ב-LLNL שביצע את הסימולציה, אמר: "המודל הזה עזר לנו להבין את המדע הבסיסי של מה שאנחנו רואים. האלקטרודה לא שקופה, אז אתה לא יכול לראות מה קורה בפנים. זה מבוקר פלטפורמה והמודל חשוב ללא תקדים להבנת התופעות הפיזיקליות בתוך האלקטרודה."
עבודה זו מדגימה שיטה חדשה לתכנון אלקטרודות תלת מימד שיכולות להשיג הובלה ושחרור בועות מהירים, ובכך לשפר את הפעילות הקטליטית הכוללת של האלקטרודה בצפיפות זרם רלוונטית מסחרית.
ברנדון ווד, סגן מנהיג פרויקטים של מימן וחומרי אנרגיה חישובית של המחלקה למדעי החומרים של LLNL ומחבר שותף של מאמר זה, אמר: "נעשתה עבודה רבה בצד החומר של האלקטרוליזה, כולל מציאת אלקטרודות. חומרים מזרזים. צוות המחקר שלנו מצא שהמבנה האמיתי של הרכיבים חשוב לא פחות, במיוחד בפריון גבוה".
קישור למאמר זה: האלקטרודה המודפסת בתלת מימד פותרת ביעילות את בעיית הבועות בתהליך האלקטרוליזה
הצהרת הדפסה חוזרת: אם אין הנחיות מיוחדות, כל המאמרים באתר זה מקוריים. נא לציין את המקור להדפסה חוזרת: https://www.cncmachiningptj.com
PTJ® מספק מגוון רחב של דיוק מותאם אישית