丹麦技术大学能源转换与存储系（DTU Energy）的Vincenzo Esposito教授团队，利用Lithoz的CeraFab系统，成功制造出基于自然界启发的gyroid（螺旋二十四面体）几何结构的整体式固体氧化物燃料电池（SOFC）。这一突破性进展通过Lithoz陶瓷3D打印技术实现，新型架构方案成功将功率重量比提升至传统设计的五倍。

传统SOFC采用扁平的片状结构，堆叠时面临密封问题、接触电阻和热失配，限制了功率密度。Esposito团队用gyroid——一种三重周期最小曲面（TPMS）——替代了传统架构。gyroid将空间分割成两个连续、相互贯穿但永不接触的通道，作为整体单元打印，材料为8 mol%氧化钇稳定氧化锆（8YSZ）。

这个单一连续陶瓷结构没有互连器、密封剂，也没有独立组件之间的热失配。气体和空气在接近但永不混合的状态下流动，仅由壁的精度分隔。制造这一结构的核心是Lithoz的基于光刻的陶瓷制造（LCM）工艺，该工艺将陶瓷颗粒分散在光敏树脂中，逐层光固化后烧结。研究人员利用Lithoz的CeraFab系统进行光固化陶瓷制造（LCM），打印出氧化钇稳定氧化锆（8YSZ）材料的整体式三维燃料电池结构。

测试结果显示，与传统的平板构型仅能达到0.2W/g相比，这种全新设计的燃料电池在器件层级实现了接近1W/g的功率重量比。这一创新方案摒弃了传统SOFC架构中必需的互连件与密封剂，显著降低了系统重量和热失配风险。实验表明，整体式gyroid SOFC达到约1 W g⁻¹，传统架构为0.2 W g⁻¹。Esposito指出，每千克比功率甚至可以在此基础上翻倍。这将在实践中带来更高效率、更大有效载荷、更少热损失，为氢气驱动的飞机提供清晰路径。关于耐久性，消除互连器和密封剂消除了传统堆叠中的主要失效机制，预计将显著延长寿命。

DTU能源系的Esposito教授表示：「我们长期以来一直希望能逃离平板世界，但缺乏实现复杂结构的技术手段。Lithoz的LCM技术现在提供了精确复现这些仿生微结构的能力。」

Lithoz首席执行官兼创始人Johannes Homa向3D打印行业媒体解释了这一突破的核心在于「功率重量比」的概念。他指出，传统流延成型和丝网印刷只能生产平面层，而基于挤出的陶瓷增材制造存在重复性和公差问题。LCM能够在所需壁厚和尺寸一致性下制造出气密的gyroid结构。内部零件的厚度起着决定性作用：更薄的壁允许更多通道，增加电化学表面积，驱动更高功率密度。Homa指出，这种整体式概念消除了传统燃料电池设计中的多个痛点，为燃料电池技术的革新开辟了新道路。

该电池设计将以GYROX名称推向市场，并正迈向工业规模生产。Homa表示，LCM批量生产的基础设施已经存在，并经过压力测试，如2024年Lithoz最大客户用20台机器生产了400万个零件。研究团队目前正致力于将该项目的成果推向工业级应用，这将为分布式能源和航空动力等重量敏感型领域带来新的可能性。