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Generación de energía innovadora gracias a la impresión 3D

Las pilas de combustible de óxido sólido combinan los beneficios de la generación de electricidad de alta eficiencia y de bajo coste, la eliminación de la necesidad de realizar labores de mantenimiento por la pérdida de electrolitos y una contaminación insignificante. Un proyecto financiado con fondos europeos sacó el máximo partido a esas ventajas.

Economía digital

El proyecto Cell3Ditor ha desarrollado una tecnología de impresión 3D para la producción industrial de pilas de combustible de óxido sólido (SOFC, por sus siglas en inglés) mediante la aplicación de la innovación en las cuatro etapas: formulación de tintas, desarrollo de la impresora 3D, consolidación de la cerámica e integración del sistema. Mediante un proceso de dos pasos que incluye la sinterización y la impresión en un solo paso, el equipo principal de investigación del Instituto de Investigación en Energía de Cataluña (España) junto con sus socios han logrado fabricar SOFC con fluidos integrados y captación de corriente. El objetivo del proyecto basado en el producto es reducir la energía, los materiales y los costes de montaje, a la vez que se simplifica el diseño para la fabricación y el plazo de comercialización.

Minimizar los requisitos de producción y el gasto energético

El beneficio más importante de la impresión 3D es que reduce la cantidad de materiales de desecho y el consumo energético durante la fabricación. Por lo tanto, Cell3Ditor contribuye a tecnologías de generación de energía limpia y sostenible, desde el punto de vista de la fabricación. Además, los resultados se pueden extender fácilmente a otros dispositivos energéticos de cerámica, como las baterías de estado sólido, los electrolizadores o los generadores piezoeléctricos. «Hemos sido capaces de diseñar SOFC reproducibles y que rinden muy bien en una fábrica de mesa, lo cual demuestra que la impresión 3D es una tecnología facilitadora para la fabricación de complejos dispositivos de cerámica, un cambio de paradigma en el ámbito de la energía», explica el coordinador del proyecto, Albert Tarancón.

Impresión 3D: oportunidades y desafíos

Los procesos de fabricación complejos casi siempre producen desafíos. Durante la impresión de los materiales surgieron diversos problemas que involucraban la absorción de la luz de curado usada por la impresora 3D. La solución del equipo introdujo modificaciones en la impresora que, al final, la volvió más robusta a la vez que amplió su rango de aplicación. En general, el proyecto Cell3Ditor utilizó las técnicas de impresión 3D adaptándolas a las normas especiales de las pilas SOFC. «Nuestro proyecto llevó al límite el uso de las tecnologías de impresión 3D para la fabricación de dispositivos energéticos de cerámica con una creciente complejidad. Dado que implica nuevas formas, nuevas funcionalidades y conceptos sin explorar, eso constituye un rumbo totalmente innovador en el ámbito de la energía», afirma Tarancón.

Una mirada al futuro de las tecnologías de fabricación

El proyecto se puede considerar como la semilla para la fabricación de la nueva generación de pilas de combustible y electrolizadores en fábricas de mesa que necesitan menores inversiones de capital. Se prevé que eso empodere a las personas para que puedan crear empresas de alta tecnología en el ámbito de las tecnologías de energía limpia. El equipo pretende usar esta nueva tecnología de fabricación para crear la nueva generación de SOFC con un mayor rendimiento y durabilidad derivados de la implementación de nuevos conceptos que son inalcanzables con las actuales tecnologías de fabricación. Tarancón concluye: «Las nuevas características abrirán nuevos mercados para las SOFC, como la movilidad o el transporte. Estos mercados actualmente no están disponibles debido a los límites intrínsecos de la tecnología, los cuales se pueden resolver a través de la fabricación de formas complejas mediante la impresión 3D».

Palabras clave

Cell3Ditor, energía, impresión 3D, SOFC, fabricación, cerámica, pilas de combustible de óxido sólido

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