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: B&O i hyper-realistisk alliance

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: Ingeniører får en ny legeplads

- 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

Sommerferie på Electronic Supply

Ny ingeniøruddannelse skal dække vestjysk behov

Sattelitvirksomhed ansætter femte direktør indenfor seks år

Esbjerg-virksomhed køber Hanstholm Elektronik

Overtager 100 procent af aktierne og fordobler medarbejderstaben.

Raketforening klar til ny opsendelse

Siemens Gamesa varsler jobfest

Boom i vindsektoren skal skabe jobs frem mod 2030.

Nyhedsbrev

Installatører klar til at tage endnu flere lærlinge

LS Control giver maskiner væk

Brugte maskiner får nyt liv i Aalborg. Se billeder.

Fynsk robotfirma flytter

Tredobling af staben har skabt behov for mere plads.

Vestas vinder serbisk ordre

Aalborg-virksomhed giver solidt overskud til brødrepar

Melsen Tech med markant indtjeningsfremgang.

Brunata solgt til tysk familievirksomhed

To års salgsproces er slut med en pris på over en halv milliard.

B&O vender minus til plus og løfter omsætningen

Indsats for at ændre forretningsmodel og styrke brand betyder, at B&O fik overskud i 2017/2018, mener topchef.

Jensen Denmark fyrer 69 ansatte

Sicom indgår engelsk partnerskab

Ny direktør i Epc Technology

Salgschefen sætter sig i direktørsædet.

Hovedstadens virksomheder er sløve til at tage lærlinge

Hver fjerde industrivirksomhed i Region Hovedstaden har ikke en eneste lærling, og tillidsrepræsentanter i Dansk Metal spår ikke, at virksomhederne i hovedstadsområdet vil tage mange lærlinge det kommende år.

Danske virksomheders salg til udlandet stiger efter halv års dyk

Startup tester solceller på Roskilde Festival

It’s electrifying: Dansk elektronikudstilling i sommervarmen

Nyt fra bestyrelser og direktioner uge 27

Fynsk underleverandør kravler op på værdikæden

Secomea går ind i USA

Strategiskifte koster det tidligere Martin Professional dyrt

Flere konkurser i første halvår af 2018

Børsen straffer Rovsing

Opgave med globale perspektiver til Ivisys

Nichefirma bygger nyt hovedsæde

Tidligere minister investerer i dansk teknologiselskab

Dobler op på Kamstrup-elmålere

ESA-opgave til Ticra

SDU udbygger robotlaboratorium

Nyt fra direktioner og bestyrelser i branchen

Efter bestikkelsesdom: Det offentlige sætter alle Atea-aftaler på pause

Atea accepterer millionbøde for grov bestikkelse

Bestikkelsessag: Alle tiltalte kendt skyldige

Se alle Medlemmernes egne nyheder

Statistical Process Control (SPC)

Production Part Approval Process (PPAP)

GAME CHANGER: SMD opbevaring og lagerstyring der gør indtryk

Fra PVC (PVL) til halogenfri (NOVL)

3 grunde til at overveje at låne penge i din virksomhed

Reparation af svejserobot

Measurement System Analysis (MSA)

Selvom sommeren i den grad er over os, er der stadig gang i butikken hos os

4 tips til dig der skal have firmabil for første gang

Josefine er udlært elektriker hos EL:CON i Roskilde

Failure Mode and Effects Analysis (FMEA)

Netcompany A/S lagde vægt på viden og sparring, da de valgte leverandør

Ny deletjeneste har potentiale til at hapse håndværkernes kunder

Jobsamtalen starter før du aner det

Lasse er udlært elektriker hos EL:CON i Aarhus

IATF 16949:2016 Inspirationsseminar

Nyt high flow filterhus i glasfiber

272 ungdomsboliger i Aarhus afleveret 1 måned før beregnet

HN Group A/S udstiller på FachPack messen i Nürnberg

Christian er udlært elektriker hos EL:CON i Viborg

Tysk økonomi fortsætter sin fremgang, men Brexit kan presse udviklingen

Intern Auditor Kvalitet

IATF 16949:2016 Specialist Transition

Få et gratis tjek af dit indeklima

IATF 16949:2016 Specialist

Send til en kollega

0.218