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(jù)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(chǎn)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(jīng)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(chǎn)催化劑的組成部分——整體式催化劑的內(nèi)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(zhì)會參與到整體式催化劑的化學反應中，將有毒氣體轉(zhuǎn)化為無毒氣體，或制成所需的最終產(chǎn)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(jié)構(gòu)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(nèi)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(jīng)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(chǎn)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(zhuǎn)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(nèi)燃機。

阿利坎特大學利用3D打印設計生產(chǎn)的催化劑，能夠優(yōu)化其成分和幾何結(jié)構(gòu)、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