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零排放創(chuàng)新綠色化學(xué)增材制造項(xiàng)目（簡稱AMAZING）將開發(fā)一種基于膜的工藝，以從塑料生產(chǎn)工藝中分離出副產(chǎn)品，并將其進(jìn)一步利用。
除了提供環(huán)境效益外，合作伙伴還認(rèn)為，該項(xiàng)目開發(fā)的流程可以為歐洲工業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。
許多塑料是由乙烯和丙烯制成的，它們屬于稱為烯烴的不飽和烴類。這些烯烴的原料是烷烴，例如輕汽油和石腦油，它們在反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生的稱為蒸汽裂化的熱過程中分解。
在此過程中，氫作為副產(chǎn)物釋放，必須費(fèi)力地分離才能進(jìn)一步使用。蒸汽裂化過程需要通過燃燒化石燃料產(chǎn)生的高達(dá)850攝氏度的溫度，使烯烴生產(chǎn)成為產(chǎn)生大量排放物的耗能的工業(yè)過程之一。
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AMAZING項(xiàng)目正在尋求通過開發(fā)一種基于膜的工藝來使烯烴的生產(chǎn)更具可持續(xù)性，該工藝將反應(yīng)過程中的產(chǎn)物與裂化過程分離開來，并可供進(jìn)一步使用。為了進(jìn)一步減少該過程產(chǎn)生的排放量，AMAZING項(xiàng)目中使用的反應(yīng)堆將由可再生能源提供的電力加熱。
根據(jù)目前正在運(yùn)行的蒸汽裂化設(shè)施的數(shù)量，項(xiàng)目合作伙伴估計(jì)，僅在德國，他們的流程每年就可以節(jié)省約5.2太瓦小時（TWh）的能源和3,871千噸（kt）的二氧化碳。隨后，與燃料加熱系統(tǒng)相比，所開發(fā)的過程可以為電動系統(tǒng)節(jié)省大量成本。
項(xiàng)目合作伙伴將使用3D打印來創(chuàng)建陶瓷膜并將其集成到反應(yīng)器中，從而能夠生產(chǎn)烯烴并同時分離純氫。3D打印膜具有催化功能，可降低烷烴的脫氫溫度，從而使氫與產(chǎn)物氣體分離。
通過部署3D打印以創(chuàng)建膜，合作伙伴可以針對裂化工藝專門定制其表面，微觀結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分。可以調(diào)整和優(yōu)化膜的各種特性，以提高過程中的效率，例如膜如何很好地傳輸分離出的氫，以及膜如何有效地支持將氫從烷烴中分離出來。
3D打印還使膜原型和組件易于測試，如果該技術(shù)證明適合大規(guī)模使用并且在經(jīng)濟(jì)上可行，那么合作伙伴相信3D打印膜組件可以在未來以商業(yè)規(guī)模生產(chǎn)。
除了提高能源效率之外，所提出的方法還產(chǎn)生可直接使用的氫，該氫以前僅在熱方面用作裂化過程的副產(chǎn)物。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，合作伙伴將創(chuàng)建一種混合導(dǎo)電薄膜（MIEC），該薄膜可除去氫，從而可以將其用作能量載體或化學(xué)原料。
該項(xiàng)目提出的兩種工藝還顯示出了烯烴生產(chǎn)以外的應(yīng)用前景，例如在其他工藝中使用可持續(xù)產(chǎn)生的氫氣以減少排放，從而支持歐洲在2050年實(shí)現(xiàn)氣候中和的目標(biāo)。
為了證明其3D打印膜和薄膜澆鑄膜的技術(shù)潛力，項(xiàng)目合作伙伴將在演示器中安裝其膜反應(yīng)器，以評估其大規(guī)模使用的可行性。
近年來，盡管人們對3D打印對環(huán)境的影響有不同的結(jié)論，但公司越來越多地將3D打印作為一種比現(xiàn)有過程更有效的制造形式。
關(guān)于可再生能源領(lǐng)域，工業(yè)制造公司以前曾使用3D打印來加速可運(yùn)行可再生燃料的先進(jìn)的燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)，并且近還開發(fā)了一種新穎的數(shù)字維修鏈來實(shí)現(xiàn)3D打印的新功能到常規(guī)制造的燃?xì)廨啓C(jī)葉片上。
Ge還在風(fēng)能領(lǐng)域探索了渦輪葉片的設(shè)計(jì)和制造。
在核能領(lǐng)域，ORNL能源部開發(fā)的3D打印零件可以在今年春季在當(dāng)前運(yùn)行的核反應(yīng)堆中進(jìn)行測試。據(jù)報(bào)道，ORNL的燃料組件支架將是個安裝在核電站中的3D打印安全相關(guān)組件。
ORNL正在領(lǐng)導(dǎo)轉(zhuǎn)型挑戰(zhàn)反應(yīng)堆（TCR）演示計(jì)劃，該計(jì)劃涉及使用3D打印開發(fā)核反應(yīng)堆堆芯，以降低制造成本和交付周期，同時提高安全性。