مرتکز شمسی توانائی (CSP) کو دیگر قابل تجدید توانائی کے ذرائع سے تھرمل انرجی سٹوریج (TES) اور روایتی ہیٹ انجنوں کا استعمال کرتے ہوئے ممیز کیا جاتا ہے تاکہ طلب پر توانائی بھیجی جا سکے۔ تاہم، توانائی کی مسابقتی سطحی قیمت (LCOE) حاصل کرنے کے لیے، CSP سسٹم کے اخراجات کو کم کرنا ضروری ہے۔
کئی ٹرپل پیریڈک کم سے کم سطحوں (TPMS) اور ہیٹ ایکسچینجر کے طور پر متواتر نوڈل سطحوں کے حالیہ مطالعے سے پتہ چلتا ہے کہ Schwarz-D TPMS سطحوں میں حرارت کی منتقلی کی بہترین خصوصیات ہیں۔ گروپ IV-VI ٹرانزیشن میٹل کاربائیڈز، بورائیڈز اور کمپوزٹ سب سے زیادہ عام الٹرا ہائی ٹمپریچر سیرامک (UHTC) مواد ہیں۔ اضافی مینوفیکچرنگ کے تعارف سے پہلے، TPMS آلات کو گھڑنا مشکل تھا۔
سیرامک ٹی پی ایم ایس ڈھانچے کی تیاری کے پچھلے طریقوں کے مقابلے میں، چپکنے والی جیٹ ایڈیٹیو مینوفیکچرنگ سیرامکس بنانے کے ایک امید افزا اور توسیع پذیر طریقہ کے طور پر ترقی کر رہی ہے۔ چپکنے والی جیٹ پرنٹنگ کا استعمال UHTC ہیٹ ایکسچینجر پلیٹوں کو ری ایکٹیو انفلٹریشن کے ساتھ مل کر بنانے کے لیے کیا گیا ہے، لیکن اس کا استعمال UHTC TPMS ڈھانچے کو بنانے کے لیے نہیں کیا گیا ہے جو کہ اعلی رشتہ دار کثافتوں سے جڑے ہوئے ہیں۔ sintering nanomaterials سے سیکھے گئے اسباق بتاتے ہیں کہ مولڈنگ کے دوران کم خام کثافت ہمیشہ ایک مسئلہ نہیں ہوتا ہے اور اچھی یکسانیت حاصل کرنا زیادہ اہم ہے۔
اس مطالعہ میں، مصنفین نے خالی امیدواروں کو sintering اور پرنٹ کرکے UHTC-TPMS ڈھانچے کے چپکنے والے سپرے اضافی مینوفیکچرنگ کی فزیبلٹی کا مظاہرہ کیا۔ کم از کم 92 فیصد نظریاتی رشتہ دار کثافت والے اجزاء بنائے گئے، جو TPMS کا بھی حصہ ہیں۔
ہدف کی کثافت انٹرمیڈیٹ سے سنٹرنگ کے آخری مرحلے میں منتقلی کی نمائندگی کرتی ہے، جو کہ کمپلیکس کے قریب خالص شکلوں کو مکمل کثافت تک سنٹر کرنے اور sintering HIP تکنیک کا استعمال کرتے ہوئے گیس کے پارمیشن کو دبانے کے لیے ضروری ہے۔ مظاہرے کے TPMS حصے کا مقصد یہ دیکھنا تھا کہ آیا ٹیسٹ کے نمونوں سے حاصل کردہ پرنٹنگ اور سنٹرنگ پیرامیٹرز پیچیدہ جیومیٹری پر لاگو ہوتے ہیں جو ہیٹ ایکسچینجر کے ڈیزائن کے لیے استعمال کیے جائیں گے۔
ٹیم نے 9 سینٹی میٹر 3 کیوبک ٹی پی ایم ایس کے ٹکڑوں کو پرنٹ کیا اور انہیں مسخ کیے بغیر یا توڑے بغیر sintered کیا۔ CSP ہیٹ ایکسچینجرز میں پگھلے ہوئے کلورائیڈ نمکیات میں بہترین درجے کی کارکردگی حاصل کرنے کے لیے ڈیزائن ٹوپولاجیز، مواد اور فیبریکیشن ایڈوانسز پیش کیے جاتے ہیں۔
محققین ZrB2-MoSi2-کی بنیاد پر UHTC-TPMS سیل بنانے کے لیے بائنڈر جیٹ ایڈیٹیو مینوفیکچرنگ اور سنٹرنگ کے امتزاج کے استعمال پر تبادلہ خیال کرتے ہیں۔ اس کی اچھی پروسیسنگ خصوصیات اور معیار کی وجہ سے، ZrB2-MoSi2 کو جان بوجھ کر ایک غلط امیدوار کے طور پر منتخب کیا گیا تھا تاکہ UHTC-TPMS ہیٹ ایکسچینجر کی فزیبلٹی کو ظاہر کیا جا سکے جب تک کہ اس ایپلی کیشن کے لیے بہترین UHTC مواد کا تعین نہیں کیا جا سکتا۔
یہ دکھایا گیا تھا کہ چپکنے والے سپرے اضافی مینوفیکچرنگ کو UHTC-TPMS ڈھانچے کو پرنٹ اور سنٹر کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ مسخ کو مؤثر طریقے سے محدود کرنے کے لیے، یہ پایا گیا کہ جگہ کو محدود کرنے کی حکمت عملی کی ضرورت ہے۔ یہ تقریباً 2-3 میٹر کے d50 کے ساتھ روایتی پاؤڈر فیڈ اسٹاک استعمال کرنے کے قابل تھا، وہی سائز جو روایتی UHTC پروسیسنگ میں استعمال ہوتا ہے۔ یہ مواد 92-98 فیصد کی نظریاتی رشتہ دار کثافت میں sintered ہیں، جو ہیٹ ایکسچینجر کے سیالوں کو دیواروں سے گزرنے سے روکنے کے لیے کافی ہے، دونوں خطوں کو الگ کرتے ہیں اور جب زیادہ کثافت کی ضرورت ہوتی ہے تو تھرمل آئسوسٹیٹک پریشر کی اجازت دیتا ہے۔