克莱姆森大学的研究人员正在研究一种新的3D打印技术，该技术涉及快速激光加工，以创建“质子陶瓷电解槽堆叠”，将电能转化为氢气，作为储存能量的一种方式。

电解槽可用作汽车中的燃料源或存储太阳能和风能产生的能量。新的激光3D打印技术将减少制造高度压缩电解槽的成本和时间。建华“Joshua”Tong，材料科学与工程副教授，以160万美元从美国能源部能源效率和可再生能源办公室领导该项研究。这项新技术不仅可以将制氢成本降低一半，而且还可以将器件尺寸减小一个数量级。 “我们的成功意味着我们可以提供可持续的清洁能源，”Tong说。 “这是非常棒的部分。我们正在将3D打印提升到一个新的水平。”

建华“Joshua”Tong，左，博士。学生Shenglong Mu在他们的Sirrine Hall实验室工作

在Tong的项目中，最大的挑战之一是弄清楚如何经济高效地用陶瓷进行印刷。当常规制造时，陶瓷必须在高温炉中烧结，通常持续数小时。另外，不同类型的陶瓷需要在不同温度下烧结。

此外，电解槽需要四种不同类型的陶瓷，这使得烧结成为挑战。然而，研究人员开发出一种3D打印机，可以放下一层陶瓷，同时激光烧结它，无需使用熔炉。该技术将允许用户在不使用炉子的情况下3D打印由四种不同类型的陶瓷制成的电解器。它类似于制作具有许多层的蛋糕并且每层具有不同的风味。

该技术可应用于3D打印其他类型的陶瓷产品，包括电池和太阳能电池，或高密度电池，允许智能手机一次保持充电几天。此外，该技术可以打开3D打印到新产品和随之而来的所有优势。 “例如，汽车燃料电池组的设计可以通过电子邮件发送到数千英里之外的工厂，并且可以在几小时内打印，而不是等待数天的交付，”Tong说。

该部门主席Rajendra Bordia表示，该研究增强了克莱姆森帮助创造更可持续的能源转换方式的努力。“材料科学与工程系的独特定位是在利用电解技术为可再生能源运输创造能源方面发挥主导作用，”他说。 “从事这个项目的团队代表了相关领域的世界级专业知识，包括用于能量转换，激光加工，增材制造和陶瓷加工的陶瓷材料和设备。”