کیوان میرزائی فشالمی - دانشجوی دکتری، گروه مهندسی مواد، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران. مربی، گروه مهندسی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران
زهرا صادقیان - دانشیار، گروه مهندسی مواد، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران.
رامین ابراهیمی - استاد، گروه مهندسی مواد، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران.

تاکنون روش های متنوعی برای ساخت پیل های سوختی اکسید جامد معرفی شده اند. در این پژوهش از تکنولوژی چاپ سه بعدی (۳ D printing) برای تولید پیل های سوختی اکسید استفاده گردیده است. در همین راستا ابتدا چاپگر سه بعدی مناسبی که توانایی چاپ دوغاب لایه های آند، کاتد و الکترولیت با ضخامت و سرعت مورد نظر را داشته باشد، ساخته شد. سپس دوغاب مناسب متشکل از مواد NiO-YSZ برای لایه آند، YSZ برای لایه الکترولیت و LSM برای کاتد، به همراه حلال و افزودنی های مناسب تولید گردید و با استفاده از چاپگر سه بعدی لایه نشانی لایه ها صورت گرفت. پس از تشکیل پیل، خشک کردن و سپس تف جوشی۱ لایه ها انجام شد. در ادامه برای تشخیص عناصر موجود، تعیین ریز ساختار، دانسیته و ضخامت لایه ها، آزمایش SEM، Mapping، EDS و XRD صورت گرفت. منحنی I-V-P با جریان ثابت اکسیژن نشان داد که در دمای OC۸۰۰ بیشترین توان چگالی در حدود W/cm۲ ۸۴/۰ و در محدوده ولتاژ ۵/ ۰ ولت وجود دارد. منحنی امپدانس نیز تحت ولتاژ مدار باز و در فرکانس بالا، مقداری برابر  ۲۳/۰ و در محدوده فرکانس پایین، مقدار  ۲۵/۱ را نشان داد. با انجام آزمون کشش، مدول یانگ پیل GPa ۱۱۱ و استحکام شکست و استحکام تسلیم به ترتیب در حدود MPa ۱۳۷ و MPa ۱۲۰ به دست آمد.

پیل سوختی اکسید جامد, پرینتر سه بعدی, خواص الکتروشیمیایی, هدایت الکتریکی, خواص مکانیکی