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的研究人员劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)已经开始使用3D打印来生产电化学反应器的江南平江南平台版台版流经电极(FTEs)，据报道，反应器性能提高了高达100倍。
具体来说，LLNL团队使用直接墨水书写，能够3D打印由石墨烯气凝胶制成的定制多孔电极。打印的结构对于整个电化学反应都是至关重要的，比如将二氧化碳和其他分子转化为有用的能源产品。
通过利用增材制造提供的设计自由度，研究人员发现他们可以更好地控制通过3D打印fte的流量。在电化学反应器的背景下，这可能意味着改善传质和最大限度地提高反应器性能。
该研究的主要作者、LLNL工程师Victor Beck解释说:“我们正在率先使用3D反应器，精确控制局部反应环境。”新型高性能电极将成为下一代电化学反应器结构的重要组成部分。这展示了我们如何利用3D打印对电极结构的控制来设计局部流体流动，并诱导复杂的惯性流动模式，从而提高反应堆性能。江南平台版”江南平台版
传质和电化学反应器
电化学反应器通常用于将化学反应物转化为更有用的能源形式，即电力或燃料。根据LLNL研究人员的说法，这些反应器的商业可行性在很大程度上依赖于实现更大的传质，简单地定义为流体反应物通过电极运输到反应表面。为此，我们需要能够控制和工程流程的专职人员。
到目前为止，fte一直使用“无序介质”制造，如碳纤维泡沫和毛毡。这些随机排列的材料虽然具有成本效益，但往往会导致流动和传质分布不均匀，不利于反应器的性能。
通过选择3D打印气凝胶电极，研究人员证明，他们可以定制fte的流道几何形状，以优化反应器中的反应，同时减轻传统制造fte的缺点。
合著者Anna Ivanovskaya补充说:“获得对电极几何形状的精细控制将使先进的电化学反应堆工程成为可能，这是上一代电极材料无法实现的。”“工程师将能够设计和制造针对特定工艺优化的结构。随着制造技术的发展，3D打印电极可能会取代用于液体和气体型反应堆的传统无序电极。”
3D打印石墨烯气凝胶FTEs
据报道，与之前的3D打印尝试相比，fte以复杂的晶格结构打印，提高了1-2个数量级(10倍- 100倍)的传质能力。江南平台版江南平台版LLNL的fte还实现了与传统无序材料相当的反应堆性能，这是一个非常有前途的结果。
该研究的合著者Swetha Chandrasekaran说:“通过3D打印碳气凝胶等先进材料，有可能在这些材料中设计宏江南平江南平台版台版观多孔网络，而不会影响电导率和表面积等物理性能。”
该团队表示，这项研究的成功现在将使他们能够探索工程电极结构的影响，而不依赖昂贵的工业制造工艺。LLNL目前还在研究使用树脂基微立体光刻和双光子光刻技术3D打印更坚江南平江南平台版台版固的电极和其他反应堆部件。
电极的3江南平江南平台版台版D打印并不是一个新概念，尽管它在很大程度上仍然局限于学术领域。一组来自橡树岭国家实验室和田纳西大学以前已经开发了一种方法江南平江南平台版台版互补金属氧化物半导体(CMOS)电路的3D打印电极．具体来说，科学家们使用了一种Nanoscribe光子专业GT双光子聚合系统直接在半导体芯片上打印纳米聚合物结构，在那里它们可以被碳化。
在其他地方，科学家此前已经3D打印电极能够检测食物中的真菌毒素这为食品安全保障的新方法铺平了道路。这种有毒的代谢物是由镰刀菌属真菌产生的，通常可以在含有小麦的玉米产品中发现，如谷物。
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特色图像显示3D打印的晶格电极几何形状。图像通过LLNL。
