超高效3D打印催化剂可以帮助解决超音速飞机过热的挑战，并为无数行业的热管理提供革命性的解决方案。
这种催化剂由澳大利亚墨尔本皇家理工大学的研究人员开发，用途广泛，制作成本低，易于规模化。
该团队的实验室演示表明，3D打印的催化剂有可能用于高超音速飞行，同时冷却系统。
这项研究发表在英国皇家化学学会杂志上，化学通讯．
首席研究员Selvakannan Periasamy博士说，他们的工作解决了超音速飞机发展中最大的挑战之一:控制飞机以超过5倍音速飞行时积累的令人难以置信的热量。
“我们的实验室测试表明，我们开发的3D打印催化剂大有希望为未来的高超音速飞行提供燃料，”Periasamy说。
“它们强大而高效，为航空及其他领域的热管理提供了令人兴奋的潜在解决方案。
“随着进一步的发展，我们希望这种新一代超高效3D打印催化剂可以用于改变任何存在过热挑战的工业过程。”
需要,一种加速的需要
只有少数实验飞机达到了高超音速(定义为超过5马赫-超过6100公里每小时或1.7公里每秒)。
理论上，高超音速飞机可以从从伦敦到纽约只需不到90分钟，但高超音速航空旅行的发展仍面临许多挑战，比如极端高温水平。
第一作者兼博士研究员Roxanne Hubesch说，使用燃料作为冷却剂是解决过热问题最有希望的实验方法之一。
“在为飞机提供动力的同时能够吸收热量的燃料是科学家们关注的重点，但这一想法依赖于需要高效催化剂的吸热化学反应，”Hubesch说。
“此外，燃料与催化剂接触的热交换器必须尽可能小，因为高超音速飞机的体积和重量都受到严格限制。”
为了制造新的催化剂，研究小组3D打印了由金属合金制成的微型热交换器，并在其表面涂上一层合成矿物质，即沸石。
研究人员在实验室规模上复制了高超声速下燃料所经历的极端温度和压力，以测试他们的设计的功能。
微型化学反应堆
当3D打印结构升温时，一些金属会进入沸石框架——这一过程对新催化剂前所未有的效率至关重要。
“我们的3D打印催化剂就像微型化学反应器，让它们如此有效的是金属和合成矿物质的混合，”Hubesch说。
“这是一个令人兴奋的催化新方向，但我们需要更多的研究，以充分了解这个过程，并确定金属合金的最佳组合，以产生最大的影响。”
RMIT先进材料和工业化学中心(CAMIC)的研究小组的下一步工作包括通过x射线同步加速器技术和其他深入分析方法研究3D打印催化剂，以优化欧洲杯足球竞彩它们。
研究人员还希望将这项工作的潜在应用扩展到车辆的空气污染控制和改善室内空气质量的微型设备——在管理COVID-19等空气传播的呼吸道病毒方面尤其重要。
中国化工信息中心主任、杰出教授苏雷什·巴尔加瓦(Suresh Bhargava)表示，价值数万亿美元的化学工业很大程度上是基于旧的催化技术。
“这第三代催化技术可以与3D打印技术相结合，创造出以前不可能实现的新的复杂设计，”Bhargava说。
“我们新的3D打印催化剂代表了一种彻底的新方法，有可能彻底改变全球催化的未来。”
3D打印催化剂是在RMIT先进制造区的数字化制造工厂使用激光粉末床聚变(L-PBF)技术生产的。
“3d打印开放金属框架结构上的沸石:金属迁移到沸石中促进了飞行器吸热燃料的催化裂化”，与RMIT的合著者Maciej Mazur博士(增性制造中心)和Karl Föger博士(CAMIC)发表在化学通讯(DOI: 10.1039 / D1CC04246G)。
来源:https://www.rmit.edu.au/