增加锂供应，实现绿色氢生产，3D打印助力将精密工程过滤膜制造技术推向前沿

近日，由来自硅谷的 At One Ventures 牵头与AM Ventures共同像3D打印陶瓷膜公司Evove投资了570 万英镑，这笔投资使得Evove能够扩大制造能力，扩大其膜 3D 打印工艺并利用其大量机会。Evove 的膜技术用于满足各种过滤和分离需求，包括从地热水中提取锂，因此将在脱碳经济中发挥关键作用。

▲大多数膜制造商继续依赖几十年的老方法来制造核心基础技术，这些 1960 年代至今仍在使用的工艺会产生多孔结构，如果在电子显微镜下观察，这些结构具有各种孔径（左图），这本身就很难进行精密过滤，这些传统制造的膜的主动过滤效率仅为 17%。增材制造极大地改变了游戏规则。 1960 年代技术的潜力已经耗尽，但 3D 打印可以在这些现有成熟行业的效率上实现又一次飞跃，与那些较旧的制造工艺相比，性能提高了几个数量级。

Evove

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无机陶瓷膜

根据粉体网，陶瓷膜也被称为无机陶瓷膜，是以氧化铝（Al2O3）、氧化锆（ZrO2）和氧化钛（TiO2）等粉体为原材料，采用特殊工艺制备而形成的非对称膜。上个世纪80年代，陶瓷过滤膜分离技术作为一项精密的过滤分离技术开始转向民用领域，被用来取代蒸发、离心、板框过滤等传统分离技术。90年代，无机膜研究进入以气体分离运用为主和无机膜分离器—反应器组合构件的阶段，给传统的化学工业、石油化工、生物化工等领域带来革命性的变化。

▲陶瓷膜特点及3D打印工艺

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陶瓷膜优点如下：

1 热稳定性好，在400℃一1000℃的高温下使用时，仍能保持其性能不变，这使采用膜分离技术进行高温气体的净化具有了可能性；

2 化学性质稳定，能耐有机溶剂、氯化物和强酸溶液，并且不被微生物降解；

3 具有较大的机械强度，能在很大压力梯度下操作，因为其机械性能好，在任何溶剂中不溶胀，能经受固体颗粒的磨损；

4 清洗方便，由于陶瓷膜的高耐腐蚀性，可以用酸溶解固体堵塞物，用碱液清洗油性沉积物；

5 膜的使用寿命长，经过多次的高温清洗仍能保持分离性能不变，它一般比有机膜的使用寿命长3—5倍；

6 抗微生物能力强，不与微生物发生作用，可在生物工程及医学科学领域中应用；7 孔径分布窄，分离效率高，容易控制孔径大小和尺寸分布，从而有效地控制分离组分的透过率和选择性。

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数据显示，仅计算包含市场流通的单陶瓷膜材料，我国陶瓷膜材料的市场规模从2014年的1.28亿元上升到2018年的2.03亿元。而陶瓷膜系统集成市场规模从2014年的5.56亿元上升到2018年的8.52亿元。

无机陶瓷膜

增加锂供应，实现绿色氢生产，At One Ventures与AM Ventures对Evove的投资面向可持续发展实现零碳经济带来的巨大机会。Evove的Separonics 产品线商业化的一个重要里程碑， 通过与Desktop Metal旗下的Meta Additive专有的粘结剂喷射和材料技术合作，凭借可扩展且具有成本效益的制造能力，Evove的Separonics产品线用作做气体、液体、悬浮物、甚至微生物的过滤、隔离和提取，通过3D打印技术，Separonics陶瓷膜产品可以显着降低的成本，并获得产品性能提升。

粘结剂喷射3D打印技术，从生产效率、经济性的角度看充分的满足了面向量产的应用。不过，通过粘结剂喷射3D打印技术制造陶瓷产品的一大挑战是烧结过程中的收缩变形控制。Meta Additive的非牺牲性粘结剂解决方案使得烧结收缩从20%降到了2%，不仅消除了脱脂步骤的需要，而且还降低了后处理阶段所需的热量水平。在正常打印后，做300℃的热处理即可，热处理是为了巩固和优化一些微结构。

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据悉Meta Additive的粘结剂在使用过程中，主要是化学反应，而不仅是物理反应。这是在基于70年代就发明的原子层沉积 (ALD)与化学气相沉积 (CVD)的科技树和相关产业成果基础上，进行的化学技术的研发。这种由分子成分、纳米成分和微成分组成的粘结剂，纳米颗粒填充在粉末间隙来实现颗粒间结合和渗透，相当于在3D打印过程中将粘结剂均匀无孔地沉积在金属粉末床颗粒的空隙之间。

利用Meta Additive的粘结剂喷射技术和新型功能粘结剂来提供先进的增材制造解决方案，将使 Evove 能够消除与传统陶瓷制造技术相关的问题，包括收缩、能源密集型热处理和生产速度慢等问题。

Meta Additive的解决方案在生产陶瓷膜具有明显的优势，尤其是在具有高温和酸性流体的恶劣环境中，采用Meta Additive3D 打印Separonics 陶瓷膜意味着Evove可以有效地消除与传统陶瓷制造工艺相关的挑战、高成本和碳足迹。此外，3D 打印使得Evove能够生产新颖的精密工程架构，优化膜的流体动力学和完整性，提供真正改变游戏规则的性能，减少过滤和分离的能源消耗，并延长膜的使用寿命。

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