丹麦技术大学成功研制出一种采用3D打印技术制造的轻质陶瓷燃料电池，其比功率首次满足航空航天领域的应用标准，为清洁能源在飞行器和太空任务中的实用化提供了新的技术路径。该研究成果已发表于《自然·能源》。

当前燃料电池系统多依赖金属构件进行密封与连接，金属部分常占整体重量的四分之三以上，严重限制了其在航空、航天等对重量高度敏感的场景中的应用。例如，若将一般喷气客机所载燃油替换为等能量密度的锂电池，重量将激增数十倍，导致飞机完全无法起飞。

为解决这一难题，研究团队从结构设计入手，借鉴自然界中蝴蝶翅膀等生物材料所具有的“三重周期极小曲面”几何——即陀螺状轻质高强构造，利用3D打印技术实现了全陶瓷一体成形的固体氧化物燃料电池。该结构在保证机械强度的同时，极大扩展了反应表面积，实现了每克超过1瓦的功率输出，关键比功率指标首度达到航空航天动力系统的要求。

除了显著的轻量化优势，该类电池在运行中也展现出优异的综合性能。其多孔拓扑构型不仅提升了气体传输与热分布效率，还增强了整体结构的稳定性。实验表明，该电池在电解模式下的产氢效率可达传统设计的近十倍。在极端温度波动（如100℃剧变）及发电‑电解模式反复切换等严苛测试中，电池结构完好，未出现损伤。

研究人员强调，这一技术对深空探测任务具有重要价值。以美国火星制氧实验为例，现有系统重量超过6吨，而采用新设计的装置有望以不足1吨的重量实现同等性能，大幅降低发射载荷与成本。此外，该全陶瓷电池制造流程高度简化，仅需五个步骤即可完成，无需使用金属件与密封材料，具备良好的工程可行性。