23948sdkhjf

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: DTU udfordrer grænserne for 3D-print

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: Rapport: DTU-folk bag 2.700 nye job

- 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

- Vi startede med et problem

Konkursramt lysfirma fortsætter i fusionsselskab

Over halvdelen af arbejdspladserne er gået tabt, men ejeren vil ansætte igen

Fynsk firma er glad for tyske biler

Danmark i top på robotrangliste

Peter Brovil skal styre travl udviklingsafdeling

Terma sætter strøm på rejsen mod Solens nærmeste nabo

Teknologifirmaet bidrager med sin hidtil dyreste og mest komplicerede strømforsyning. Det har allerede sikret flere opgaver

Nyhedsbrev

Data Respons lægger endnu et rekordkvartal bag sig

Sygeplejerskes gode idé er blevet til hospitalsrobot

Radarproducent vil kun have de allerbedste – og så opstår problemet

Leverancer til Logitech-selskab gik via Disney World

Dali bygger bro mellem lyd og teknologi

Dansk visionsystem får smilet frem

Laver rekord på videoovervågning i miniatureformat

Mini MR-scanner optimerer renseanlæg og meget mere

Grundfos-overhoved tavs om formandskrise

Danfoss Drives har komponenter i over 30 millioner biler

Målerkæmpe og iværksætter går i kødet på milliardmarked

Grønt lys til Gomspaces millionplaner

Førerløse trucks kører hjemmefra

Tidligere Grundfos-formand vil ikke uddybe exit

Det sker: Automatisering for tavlebyggere

Specialdesignet converter skal styre solenergiens vej til elnettet

Medicinal-mand skal styre NKT Photonics' finanser

Grundfos' ejerfond mister formand og næstformand

Incap: Vores omsætning bliver meget større

Udskiftninger i direktioner og bestyrelser

Nyansættelser i elektronikbranchen

Data Respons køber sig til 125 nye niche-medarbejdere

MIR melder bogen fuld

DPA gør status på tysk salgssats

Danske høreapparatkoncerner holder kursen trods Bose-overraskelse

DTU-direktør efterlyser ruminvesteringer

Telekom-firma sender tocifret millionordre til Data Respons

Ugens rokader i direktioner og bestyrelser

Medie: Facebook bag gigantisk datacenter ved Esbjerg

Kinesisk hæder til Danfoss-formand

Se alle Medlemmernes egne nyheder

Dansk Boligbyg opfører 140 DGNB-sølv certificerede kollegieboliger ved Valby Idrætspark

Kun en uge tilbage til OrCAD Workshop

R&D inviterer til åbent hus d. 25. oktober

Dorner’s nye AquaGard 7350V2 sanitære transportbånd har forbedret sikkerhed og ydeevne

Siemens hjælper med reducering af tidsforbruget med Virtuel Commissionering

Integrede solceller i tag, facade og glaspartier - på Building Green I Forum

Omron introducerer nye IoT proces sensorer til flow (E8FC) og tryk (EFPC)

Ny OrCAD opdatering - QIR 7 er landet!

1,5 Ton vs. 125 Ton

Bliv klogere på hygiejnisk design på FoodTech

Hahn GmbH lancere kompakt switchmode til PCB montage.

Nyansættelse i RODAN´s Indkøbsafdeling.

Innovationskonkurrence høster ansøgninger fra 45 lande

Bideskinner – et specialprodukt fra Gravlund Industrigummi

Hør om virksomheders erfaringer med at håndtere udfordringer for materialer i barske miljøer

RGTS 1-faset softstarter: let konfiguration og op til 40% reduceret startstrøm

Nyt spiralbånd giver en skånsom og nem måde at flytte et produkt ned til et lavere niveau

Eaton når historisk milepæl i produktionen

Få dit eget trykluftkompendium hos Granzow!

FoodTech Award 2018: Se de nominerede her

Unika Danmark indfører ny miljøvenlig varmeløsning

Siemens Scalance SC600

Har du eller dine medarbejdere tørre slimhinder grundet tør luft?

Har du et operatørpanel, som er gået i sort?

Ny temperatur kalibrator tilbyder hurtigere arbejdsgange

Send til en kollega

0.338