3D打印能源系统概述

2019-03-26 09:53

能源生产系统非常复杂多样的，拥有可以处理极端条件的关键部件。换句话说，这是一个完美的3D打印用例。世界各国政府和私营机构一直在缓慢但稳定地测试能源生产系统中的3D打印组件，这是对其进展的简要观察。

提高传统能源系统的效率

在传统能源（化石燃料）方面，美国能源部（DOE）多年来一直为先进制造业研究提供资金。2018年，15个项目共获得880万美元，用于测试其化石燃料系统技术。由DNV GL运营的一个项目将研究使用渐变属性作为超临界二氧化碳动力循环技术的微通道换热器。联合技术研究中心正在开发一种计算方法，用于预测涡轮发动机中增材制造的镍基超合金部件的机械性能。近一年来，Siemens一直为工业蒸汽轮机提供3D打印金属替换部件，他们已经在全负荷下展示了3D打印涡轮叶片。GE还出货了9,000多个3D打印燃气轮机部件。

在核领域，俄罗斯国有核电公司Rosatom成立了一家开发3D打印技术的公司，该公司开发了用于生产电源部件的Gen II打印机。Siemens在斯洛文尼亚的Kr?ko核电站安装了一个用于消防泵的金属叶轮，证明旧系统可以使用现代化的生产方法进行更新。

利用先进制造技术增强可持续能源倡议

太阳能（光伏）似乎是最不可能应用3D打印的能源形式，但研究人员对3D打印太阳能电池的潜力持乐观态度。麻省理工学院的科学家认为，3D打印电池的效率将提高20％，成本只是传统电池的一半。澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）以A3纸的形式3D打印太阳能电池卷，可应用于建筑物表面以产生可再生能源。

风能系统，其巨大的推进器，可以运送数百英里，可能是最明显的能源来源，可以受益于集成的3D打印。使用3D打印机在现场制造风力涡轮机不仅可以节省运费，而且可以消除昂贵且耗时的模具加工。美国能源部已经与公共和私人组织合作将其进一步推进。

当然，可再生能源系统需要某个地方存储它们捕获的能量，即电池。曼彻斯特城市大学的研究人员开发出一种能够制造石墨烯电池的3D打印机，哈佛大学的一个团队已经开发出一种3D打印锂离子电池的方法。世界各地的其他研究人员和工程师在3D打印能量储能方面取得了其他进展，例如苏黎世联邦理工学院的“氧化还原液流”电池。