西班牙加泰罗尼亚能源研究所（IREC）近日建立了全球首条用于3D打印陶瓷氢燃料电池的全链条中试产线，命名为Merce Lab（能源陶瓷器件制造实验室）。该设施以工业化前规模生产用于燃料电池和电解槽的固体氧化物电池（SOCs），被视为该领域制造工艺和陶瓷器件性能的重大突破。



Merce Lab负责人Marc Torrell表示，这一设施使IREC在全球SOC技术制造领域成为先驱，为开发此前无法满足航空或海事运输等特定要求的新型SOC系统打开了大门。

该中试产线是欧洲共同利益重要项目（IPCEI）Tecnopropia的一部分，由H2B2主导并共同出资，并获得PRTR下一代基金支持。IREC还与3Dceram、AMES、Viver Clean Tech、AESA、Nano4Energy和M-reformer等企业建立合作关系，以推动SOC技术的开发和商业化。

Merce Lab生产的SOC设备基于陶瓷材料，在高温下运行，既可作为燃料电池发电，也可作为电解槽生产氢气，相比聚合物基电池效率更高，预计可将氢气生产所需能源降低高达25%。

该产线年产能目前约为2兆瓦，工艺流程具备可扩展性，预估生产成本约800欧元/千瓦，有望推动氢气成本降至每公斤4欧元以下。制造过程中未使用钴、镍或稀土等关键原材料。

产线覆盖完整的技术价值链，分为五个阶段：墨水制备、电池单元制造、互连件生产、组件组装与堆叠，以及成品测试验证。

IREC计划创建衍生公司Oxhyd Energy，以促进SOC燃料电池的商业化并支持氢能技术的更广泛集成。

在全球范围内，3D打印SOC技术持续创新。丹麦技术大学（DTU）的研究人员开发出采用螺旋二十四面体几何结构的轻量化高功率SOC，从自然结构和工程方案中汲取灵感，优化了机械稳定性和表面积。

斯科尔科沃科学技术研究所则通过微立体光刻技术，利用标准办公投影仪低成本制造复杂SOFC陶瓷结构，结合钪稳定氧化锆和钇稳定氧化锆材料，实现了传统方法无法完成的设计，提升了离子电导率。