在AMA Energy 2026背景下，3DCeram Sinto正推动陶瓷3D打印在固体氧化物电解池（SOEC）中的应用。通过立体光刻（SLA）技术与氧化锆材料，开发出波纹结构电解组件，显著提升制氢效率与耐压性能，突破传统平板结构限制。该技术有助于简化系统设计、降低能耗，并提升氢能生产与储存能力，为可再生能源领域的大规模应用提供关键支持。
随着AMA Energy 2026大会将于4月30日回归，重点聚焦合格零部件、真实场景部署以及能源行业约束，氢气生产与储存技术正成为日益突出的关注焦点。此前的讨论指出，电解系统规模化面临多项挑战，尤其体现在材料限制、系统复杂性以及长期可靠性方面。
在这一背景下，陶瓷增材制造正被探索为重新设计固体氧化物电解系统（SOEC）的一种潜在路径，从而实现新的几何结构并提升性能。
3DCeram Sinto正在进一步推进用于固体氧化物电解池（SOEC）的陶瓷3D打印技术，目标是提升氢气生产与能源储存能力。这家总部位于法国的公司专注于基于立体光刻（SLA）的增材制造技术，采用自上而下的工艺以及低粘度陶瓷浆料，以实现复杂组件的规模化生产。
由3DCeram Sinto通过3D打印制造的一批陶瓷部件的生产现场。图片来源：3D Printing Industry。
陶瓷3D打印应对SOEC的局限性
传统的SOEC系统依赖通过流延或丝网印刷工艺制备的平面陶瓷膜，这类结构对压力变化极为敏感。当压差超过约40毫巴时，就可能引发机械失效，这迫使系统需要复杂的加压容器，从而限制了其规模化能力。
在HYP3D项目中，各合作方正在开发紧凑型高压电解系统，采用氧化锆8Y材料，该材料因其优异的离子导电性、化学稳定性以及耐热性能而被选用。
波纹状氧化锆电池提升性能与耐久性
借助增材制造技术，该项目引入了一种波纹结构电池设计，其厚度为250–300微米，使反应表面积提升约60%。这一几何结构还改善了电化学效率，在实现相当电流密度的情况下所需电压更低。
仿真与测试表明，相较于传统平面电池，这种波纹结构在机械性能方面有显著提升。该结构可承受约1100毫巴的压差，而传统设计在接近40毫巴时即会失效。
这种耐压能力的提升使得外部加压容器得以取消，从而简化系统架构。该设计还允许将金属互连部件简化为平面结构，进一步降低系统复杂度。
从材料开发到规模化生产
研发工作重点在于优化氧化锆8Y浆料配方，以在可打印性与尺寸稳定性之间取得平衡。通过对陶瓷固含量、粉体特性以及粘结剂配方进行调整，实现了薄壁、大面积部件的制造，同时在烧结过程中尽量减少变形。
经过验证的设计已在多种设备平台上实现放大生产，并集成到电堆结构中。早期测试显示电流密度约为450 mA/cm²，目前的工作仍在解决接触损耗及系统集成问题。
提升产能以支持工业部署
为满足工业规模氢能系统的需求，通过设备重设计提升了制造吞吐量。相关改进包括多激光配置、扩大构建平台以及双平台运行，以减少停机时间。
这些改进使电池产量提升了四倍以上，加工表面积提升了六倍。该系统已在项目合作伙伴处部署，用于进一步验证。
氢储能成为推动应用的重要因素
该研究工作与欧洲更广泛推动氢能作为可再生能源载体的努力相契合。氢气能够对风能和太阳能等间歇性能源实现长期储存，从而支持高能耗行业的脱碳进程。
陶瓷增材制造迈向工业化生产
3DCeram Sinto此前已推出基于人工智能的工具，用于优化打印性能与可靠性，同时更广泛的研究还在探索自动化与先进材料，以实现规模化生产。陶瓷3D打印正为包括航空推进系统在内的严苛应用环境提供关键部件，推动其在高性能行业中的应用与普及。
