Inkjet-printer kan lave lag til brændselscelle

| Af redaktionen/kø | Tip redaktionen om en historie
Christophe Gadea har i sin ph.d.-afhandling vist, hvordan man ved hjælp af en let modificeret inkjet-printer kan printe tynde film til komponenter som solceller og keramiske brændselsceller. Printning viser sig at være et godt alternativ til de eksisterende metoder til fremstilling af tynde lag.

Mange energiteknologier bygger på komponenter, der består af tynde, funktionelle lag. Det gælder f.eks. solceller og keramiske brændselsceller (SOFC). Og ofte gælder det, at effektiviteten er højere, jo tyndere lagene er. Derfor er det vigtigt at have en billig, pålidelig og industrielt skalerbar produktionsteknik til at fremstille de tynde lag. Nu har det vist sig at printning af tyndfilm ved hjælp af en let ombygget standardprinter med blækpatroner er en meget lovende mulighed.

For fire år siden gik udviklingsingeniør Christophe Gadea sammen med forskerkolleger på DTU Energi om at ombygge en almindelig HP-printer, så den kunne printe tynde lag til brug i bl.a. keramiske brændselsceller. Det gør både fremstillingsprisen på de enkelte celler lavere, og det reducerer den tid, forskerne skal bruge på den udviklingscyklus af design-prototype-test, der ligger bag al forskning i energiteknologier.

Billig printer, stor opmærksomhed
- Vi kunne udskrive et funktionelt, oxidbaseret tyndfilmlag på en mikrometers tykkelse ved hjælp af en helt almindelig, let ombygget HP 1000 inkjetprinter, der kostede få hundrede kroner. Det var banebrydende for fire år siden og medførte meget opmærksomhed og mange citationer, siger udviklingsingeniør Christophe Gadea, der ombyggede printeren og gjorde den brugbar. Nu har Christophe så brugt tre år med et ph.d.-projekt, hvor teknikken blev forfinet og videreudviklet.

- Jeg er ingeniør specialiseret i keramiske materialer, og jeg kan godt lide computerbaserede teknologier, så jeg tog det som en udfordring.

Han kan nu tilføje titlen ph.d. på visitkortet efter at have forsvaret sin ph.d.-afhandling “Smart nano-inks for inkjet printing of functional oxide based thin films” hos DTU Energi.

En inkjetprinter virker ved at sprøjte meget små dråber (ca. 10-12 l) ned på et underlag. Det er en teknik, hvor man ikke kommer i berøring med underlaget eller behøver at afmaske det for at lave meget komplekse mønstre med stor nøjagtighed af dråberne (≈ 5 μm mellemrum). Det går hurtigt og er billigt, men i stedet for normalt blæk skal man bruge særligt udviklede væsker med de ønskede materialer.

- Et kritisk aspekt ved at bruge printere til at lave tyndfilm er blækkets sammensætning og stabilitet. Ustabilitet kan føre til uønsket tilstopning af dyserne og ujævn udskrivning, hvilket reducerer den færdige brændselscelles ydeevne, siger Christophe Gadea.

Læs også: Dansk projekt lander på rumstation

I sin afhandling undersøgte han udskriftskvaliteten og stabiliteten af tre forskellige måder at sammensætte blækket på.

Nanopartikler kan styres
- Det mest lovende resultat var at benytte en sol-gel. Det er en opløsning som reagerer med vand og danner bittesmå nanopartikler, hvilket er meget nyttigt i produktionen af keramiske energimaterialer. Når opløsningen er tilpasset en blækprinter, kan man styre reaktionen, siger Christophe Gadea.

Han fremstillede tynde lag af både zirkonium- og titanoxidbaserede materialer på blækprinteren, og viste blækkenes alsidighed ved at benytte forskellige principper til at sprøjte dråberne ud af printeren.

Efter sit store arbejde med inkjet-print i sit ph.d.-projekt kan Christophe pege på metodens store potentiale som fremstillingsmetode til brændselsceller som et alternativ til mere traditionelle deponeringsteknikker.

Læs også: DTU-gruppe vil i luften med raket i 2021

- Jeg blev færdig som ingeniør for otte år siden fra Ecole Nationale Supérieure de Céramique Industrielle i Frankrig, så det tog lidt mod og omstillingsparathed at gå tilbage til skolebænken og lave en ph.d. Men det var det hele værd, og det hjalp meget at have både erhvervserfaring og praktisk viden om materialer, siger Christophe Gadea.

Han anså tidligere forskning uden ingeniørvidenskab for at være ren filosofi. Nu, efter at have været helt inde i forskningens verden og lave sin ph.d., ved han, at begge er ligeværdige partnere.

- Jeg hører hjemme i laboratoriet, for jeg elsker at løse praktiske problemer, men jeg er blevet meget mere systematisk, mere struktureret i min tilgang, og jeg skynder mig ikke længere hen i laboratoriet, hver gang jeg får en ide. Jeg har lært at tjekke ideen i litteraturen og først se efter andre løsninger. Jeg synes, at det at have to forskellige tilgange til problemløsning er virkeligt godt.

Christophe Gadea er nu vendt tilbage til jobbet som udviklingsingeniør ved DTU Energi, hvilket altid var en del af planen, hvor han arbejder med alkalisk elektrolyse til fremstilling af brint.

Artiklen er bragt i samarbejde med DTU
Mere om: DTU


Hold dig opdateret med Electronic Supply DK

Skriv kommentar
Forsiden lige nu

Her giver de cobotten flere muskler

Cobot Lift er i fuld gang med at skabe en ny og stærkere løfte-robot end de hidtidige på markedet

Frandsen fejrer jubilæum med rekordregnskab

Hesalight-stifter hævede 60 millioner

Ugens rokader i bestyrelser og direktioner

Hedensted-skole åbner robotlinje

Så meget er Grundfos værd

Nyhedsbrev

Beskeden vækst hos Teknologisk Institut

En stigende del af instituttets omsætning kommer dog fra kommercielle aktiviteter

Crysberg lander blødt efter vækstfyldt årrække

Danskere lægger 16 millioner i slovensk healthtech-startup

Danskere forskere fulgte forsinket opsendelse

Udvikler af nødstrømsanlæg begæret konkurs

Regering lægger op til jobfest i energisektoren

Universal Robot-medstifter vil automatisere laboratorier

Slukket kontrakthåb sender Rovsing ned

GomSpace satser på det kommercielle marked

Nanosatellitter til det kommercielle er vejen frem for GomSpace, der må ty til samarbejdspartnere og underleverandører for at følge væksten

Fra Ry til Chicago

Anklage: Hesalight-stifter forfalskede kontrakter

Det er ikke småting, bagmandspolitiet anklager stifteren af det konkursramte Hesalight for, viser anklage

Millionerne regner ned over dansk atomkraft

IT-cheferne er langt fra klar til nye lovkrav

Erhvervslivet risikerer bøder i millionklassen for manglende overblik

NASA-opsendelse af danske kameraer udskydes

Rekordomsætning gav underskud i fiberselskab

SDU lægger over 100 millioner i robotlaboratorium

GN-lillebror vil tjene penge på forbrugere

Strongit øger på bundlinjen

Robotter skal hjælpe SOSU-hjælpere i Vestdanmark

MiR hyrer driftschef

Philips-direktør: Lys er centralt i IoT

Wirtek køber nordjysk virksomhed

Europæisk robot-succes kræver ekstra plads

Eltavle-producent udliciterer produktionen

Nu kører Apple 100 procent på vedvarende energi

Elektronikingeniørers nye rammer er på vej i Sønderborg

Regeringen vil snart lukke FM-båndet

Jimmy Maymann skal digitalisere Foss

Ugens rokader i bestyrelser og direktioner

Blue Ocean kigger på byggerirobotter

Se alle Medlemmernes egne nyheder

GDPR - EU har ændret reglerne, vi stiller skarpt på Anonymisering af personoplysninger

Jupiter er nærmere end du tror - Nyt multimeter sætter standarden - i smart sæt med strømtang

Vidste du, at det er kæde og sjækler fra Fyns Kran Udstyr A/S, der...

Se genvejstaster i Capture til at få full screen visning

Korrosion - Hvad rører der sig egentlig på området?

Stor sprøjtedyse forstøver i 360º

Skal du søge midler via InnoBooster?

Nye FUGA-rammer giver optimal beskyttelse af el-installationen

Eilersen Electric A/S bygger nyt domicil

Erikkila SPARTAN traverskran leveret til Karup Kartoffelmelfabrik Amba

Nomo - En del til den rigtige løsning! - Alt i lejer

Online konfiguration af kapslinger og prisforespørgsler

Mirit Glas tilbyder skueglas efter kundens egen specifikation

Gå ikke glip af Engineering Forum 2018 d. 16. & 17. maj - derfor skal du deltage!

Hvordan mener du, at 650 mio. kr. skal investeres i GTS-institutterne?

Sikkerhedslysgitre - kvalitet til favorable priser.

NYT! Keithley DMM6500 6½-Digit Touchscreen Multimeter

Produkter fra Automa - Specialister i Automatdrejning mm.

Andersen Biler vokser, og kopimaskinerne følger med

Skab tillid med klima ikon

REER sikkerhedslysgitre - kvalitet til favorable priser.

Plastkasser

Håndværkerbutik åbner for de ekstra morgenfriske

IAFT 16949:2016 Specialist Transition (På dansk & engelsk)

RO-A, omvendt osmoseanlæg, fjerner mineraler fra vandet

Send til en kollega

0.287