[發(fā)明專利]一種采用3D打印技術(shù)直接甲醇燃料電池外殼的方法

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• 申請日: 2021-12-01
• 公開（公告）號: CN114147954A
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張燕柳
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市中藍綠源科技有限公司
• 主分類號: B29C64/106
• 分類號: B29C64/106;B29C64/386;H01M8/2475;H01M8/1011;C08L55/02;C08L47/00;C08K5/05;C08K5/101;C08K3/22;C08K3/36;C08K5/03;C08K13/02;B33Y10/00;B33Y50/0
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本發(fā)明公開了一種采用3D打印技術(shù)直接甲醇燃料電池外殼的方法，包括以下步驟：A、預(yù)先制作直接甲醇燃料電池外殼模型；B、采用3D掃描儀對模型進行掃描；C、建立直接甲醇燃料電池外殼數(shù)據(jù)庫，采集步驟B得到的模型的規(guī)格和數(shù)據(jù)，建立外殼數(shù)據(jù)庫；D、運用3D Max、netfabb、geomagic軟件，對3D掃描儀掃描后數(shù)據(jù)進行處理，并生成直接甲醇燃料電池外殼模型數(shù)字文件；E、生成的直接甲醇燃料電池外殼模型數(shù)字文件發(fā)送至3D打印機控制器中；F、3D打印機控制器接收信號并進行3D打印，本發(fā)明采用的3D打印技術(shù)快速制備直接甲醇燃料電池的外殼不僅能夠減小直接甲醇燃料電池體積，實現(xiàn)甲醇燃料電池的便攜化，而且還能滿足提高直接甲醇燃料電池的電壓所需的電池結(jié)構(gòu)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及直接甲醇燃料電池外殼制備技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種采用3D打印技術(shù)直接甲醇燃料電池外殼的方法。

背景技術(shù)

21世紀人類面臨著經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展的雙重挑戰(zhàn)，因此如何利用有限資源，開發(fā)新型環(huán)境友好能源是當今世界發(fā)展備受矚目的重要課題。由于化石能源的持續(xù)消耗和環(huán)境污染的日益嚴重，世界各國競相開發(fā)新能源和可持續(xù)能源，包括太陽能、風(fēng)能和氫能等。燃料電池(Fuel Cell,FC)作為一種將儲存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能不經(jīng)過燃燒而直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置，因其能量轉(zhuǎn)換效率高，環(huán)境友好、使用方便，在能量轉(zhuǎn)化過程中不受卡諾循環(huán)限制而引起廣泛關(guān)注。燃料電池技術(shù)作為一種新型的能源利用方式將改變能源的供給結(jié)構(gòu)。通過對綠色能源的充分開發(fā)和利用將會徹底改變現(xiàn)有的能源格局，并為我國的經(jīng)濟大幅度增長奠定堅實的能源基礎(chǔ)。在這一轉(zhuǎn)變過程中，也將帶動其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，具有重大的經(jīng)濟效益和社會作用。

直接甲醇燃料電池是直接利用甲醇水溶液作為燃料的一種質(zhì)子交換膜燃料電池，具有體積小、重量輕、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、燃料來源豐富、價格低廉、儲存攜帶方便、安全性高等優(yōu)點，因而在手機、筆記本電腦、攝像機等小型民用電源和軍事上的單兵攜帶電源等方面具有極大競爭優(yōu)勢。根據(jù)文獻報道，直接甲醇燃料電池的標準電位達到1.183V，通過計算可知DMFC理論能量轉(zhuǎn)化效率達92.5％。然而，DMFC電極上存在各種不可逆的極化損失DMFC極化大體可分為三類：活化極化，歐姆極化和濃差極化。這些極化造成了實際放電電位與理論電位之間存在較大偏差，大大降低了DMFC放電性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種采用3D打印技術(shù)直接甲醇燃料電池外殼的方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種采用3D打印技術(shù)直接甲醇燃料電池外殼的方法，包括以下步驟：

A、預(yù)先制作直接甲醇燃料電池外殼模型；

B、采用3D掃描儀對模型進行掃描；

C、建立直接甲醇燃料電池外殼數(shù)據(jù)庫，采集步驟B得到的模型的規(guī)格和數(shù)據(jù)，建立外殼數(shù)據(jù)庫；

D、運用3D Max、netfabb、geomagic軟件，對3D掃描儀掃描后數(shù)據(jù)進行處理，并生成直接甲醇燃料電池外殼模型數(shù)字文件；

E、生成的直接甲醇燃料電池外殼模型數(shù)字文件發(fā)送至3D打印機控制器中；

F、將3D打印材料加入3D打印機中，3D打印機控制器接收信號并進行3D打印；

G、3D打印機根據(jù)直接甲醇燃料電池外殼數(shù)據(jù)，并經(jīng)過3D打印機噴嘴對熱塑性材料進行掃描，使材料由點到線，線到面順序固化，同時控制3D打印機噴嘴移動，使液態(tài)打印材料逐層固化，得到直接甲醇燃料電池外殼。

優(yōu)選的，還包括如下步驟：

H、將步驟G得到的直接甲醇燃料電池外殼采用水冷方式進行快速冷卻，并烘干；

I、之后采用拋光打磨機對直接甲醇燃料電池外殼表面進行打磨拋光，最終得到直接甲醇燃料電池外殼成品。