蓋世汽車訊 事實證明，3D打印機的應用比最初設計出來的用途要多得多。據外媒報道，西班牙阿利坎特大學（University of Alicante）就在利用3D打印機設計和制造高級催化劑，用于減少溫室氣體排放的環(huán)境應用，以及凈化燃料電池所需的氫氣等能源應用。事實上，此類設備也被認為是一種環(huán)保的替代品，可以取代傳統(tǒng)的汽車發(fā)動機。

（圖片來源：阿利坎特大學）

得益于阿利坎特大學無機化學教授Agustín Bueno López和Dolores Lozano Castelló領導的一組研究人員所研發(fā)的一種利用3D打印設計和生產高級催化劑的新方法，上述應用得以實現(xiàn)。目前，研究人員還對該技術申請了專利。

（圖片來源：阿利坎特大學）

科學家們已經證明，3D打印機是一種便宜、快速且多功能的替代方案，可用于設計和生產催化劑的組成部分——整體式催化劑的內部。

整體式催化劑，如“蜂巢”催化劑，在工業(yè)和發(fā)動機的多相催化反應中被用于給催化劑提供支持。在此類反應中，相互作用的氣體和作為催化劑的固體或灰塵起著主要作用。此兩種物質會參與到整體式催化劑的化學反應中，將有毒氣體轉化為無毒氣體，或制成所需的最終產品。

（圖片來源：阿利坎特大學）

目前，需要利用擠壓法獲取整體式催化劑，因此只能獲取具有并行通道的整體式催化劑。由于改進了對灰塵的使用，固體得以在整體式催化劑的幾何結構中沉積，從而改善化學反應。這正是利用阿利坎特大學專利方法所取得的成果，該方法包括利用3D打印技術設計和制造具有先進通道設計的催化劑，以取代標準的擠壓法。

用作催化劑的粉末成本很高，因此需要采用更加便宜的方法。此種材料作為催化劑的活性相，由阿利坎特大學研究小組在實驗室中合成。Agustín Bueno解釋道，此種粉末非常昂貴，儲量也不豐富，主要成分是鉑、鈀、銠或氧化鈰等金屬。因此，在具有幾何形狀和先進設計的整體式催化劑中制造內部通道非常重要。

在此類多相催化應用中，關鍵的是要優(yōu)化氣體和固體之間的接觸，這一問題已經被該研究小組解決。Dolores Lozano表示，3D打印發(fā)能夠利用陶瓷、碳、聚合物等新成分以及新通道設計生產整體式催化劑。目前，不僅利用擠壓法制出并行通道，還憑靠先進設計，得以設計和研發(fā)出針對多相催化反應進行優(yōu)化的催化劑，在此類反應中，反應物處于氣相，從而可以改進所采用的傳統(tǒng)催化劑。

此種催化劑可用于二氧化碳甲烷化反應，因而可以減少溫室氣體排放。而且現(xiàn)在轉化和使用二氧化碳對于減少溫室氣體排放，是一種很有吸引力和前景的解決方案。Agustín Bueno還解釋了，該研究小組如何利用3D打印設計和制成先進催化劑，成功提升了二氧化碳甲烷化的速度。

此外，選擇性氧化一氧化碳是一種必要的反應，可用于凈化燃料電池中的氫。此種類型的裝置被認為是一種環(huán)保替代品，可取代傳統(tǒng)內燃機。

阿利坎特大學利用3D打印設計生產的催化劑，能夠優(yōu)化其成分和幾何結構、優(yōu)化合成催化劑在一氧化碳選擇性氧化時的表現(xiàn)，而且工作效率更高，可在150攝氏度以下工作。

來源：蓋世汽車