固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cells, SOFCs）是一种新型发电装置，具有能量转化效率高、燃料适应性广、环境友好等优点。微管式固体氧化物燃料电池（Microtubular solid Oxide Fuel Cells, MT-SOFCs）不仅具有高能量密度，可以快速启动或关闭，而且可实现轻量化，便于移动或携带。

美国瓦特燃料电池公司（WATT Fuel Cell Corporation）的研究人员开发了一种用于生产微管式固体氧化物燃料电池的3D打印技术，并研制成功了世界首台基于3D打印技术的微管式固体氧化物燃料电池。该电池具有优异的能量输出、长期稳定性、和热循环稳定性；800℃工作时能量密度达到0.989W·cm-2，在18.5A固定输出电流状态下可稳定工作4000小时以上，并且可经受1000次以上的快速热循环（温度变化率高于350°C·min-1）。与其他传统方法制造的同类型电池相比，通过该技术得到的电极孔隙分布及材料成分更加均匀，制备的电池性能处于领先水平。

瓦特公司的3D打印工艺流程主要为：首先分别将电池阳极、电解质、阴极的材料与树脂、溶剂、分散剂混合来配制成相应的“墨水”，然后在陶瓷基底上分别成型阳极层、电解质层、及阴极层来得到燃料电池的微管，具体见图1。

瓦特公司已经利用该项3D打印技术小批量生产便携式燃料电池，并通过电池的质量控制数据证明了该3D打印技术用于电池生产时可保持良好的工艺一致性。同时，采用3D打印技术也可为瓦特公司降低电池的研发成本。

参考文献：

1. Huang W, Finnerty C, Sharp R, et al. High‐Performance 3D Printed Microtubular Solid Oxide Fuel Cells[J]. Advanced Materials Technologies, 2017.ind J U, Busbee T A, Valentine A D, et al. Instrumented cardiac microphysiological devices via multimaterial three-dimensional printing[J]. Nature Materials, 2016.