พลังงานแสงอาทิตย์แบบควบแน่น (CSP) แตกต่างจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนอื่นๆ โดยใช้การเก็บพลังงานความร้อน (TES) และเครื่องยนต์ความร้อนทั่วไปเพื่อจ่ายพลังงานตามความต้องการ อย่างไรก็ตาม เพื่อให้ได้ต้นทุนพลังงานในระดับที่แข่งขันได้ (LCOE) ต้นทุนระบบ CSP จะต้องลดลง
การศึกษาเมื่อเร็วๆ นี้เกี่ยวกับพื้นผิวขั้นต่ำสามคาบ (TPMS) และพื้นผิวปุ่มเป็นระยะๆ หลายแบบในฐานะเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนได้แสดงให้เห็นว่าพื้นผิว Schwarz-D TPMS มีคุณสมบัติการถ่ายเทความร้อนที่ดีเยี่ยม กลุ่ม IV-VI คาร์ไบด์โลหะทรานซิชัน โบไรด์ และคอมโพสิตเป็นวัสดุเซรามิกอุณหภูมิสูงพิเศษ (UHTC) ที่พบมากที่สุด ก่อนที่จะมีการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุ อุปกรณ์ TPMS นั้นผลิตได้ยาก
เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการผลิตโครงสร้าง TPMS เซรามิกก่อนหน้านี้ การผลิตสารเติมแต่งแบบพ่นกาวกำลังพัฒนาเป็นวิธีการขึ้นรูปเซรามิกที่มีแนวโน้มและปรับขนาดได้ มีการใช้การพิมพ์แบบพ่นกาวเพื่อสร้างแผ่นแลกเปลี่ยนความร้อน UHTC ร่วมกับการแทรกซึมแบบปฏิกิริยา แต่ไม่ได้ใช้เพื่อสร้างโครงสร้าง UHTC TPMS ที่เผาด้วยความหนาแน่นสัมพัทธ์สูง บทเรียนที่ได้รับจากการเผาวัสดุนาโนชี้ให้เห็นว่าความหนาแน่นของวัตถุดิบต่ำระหว่างการขึ้นรูปไม่ใช่ปัญหาเสมอไป และการบรรลุความสม่ำเสมอที่ดีนั้นสำคัญกว่า
ในการศึกษานี้ ผู้เขียนได้แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ของการผลิตสารเติมแต่งสเปรย์กาวสำหรับโครงสร้าง UHTC-TPMS โดยการเผาผนึกและการพิมพ์ชิ้นงานเปล่า มีการสร้างส่วนประกอบที่มีความหนาแน่นสัมพัทธ์ตามทฤษฎีอย่างน้อย 92 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ TPMS ด้วย
ความหนาแน่นเป้าหมายแสดงถึงการเปลี่ยนจากขั้นกลางไปสู่ขั้นสุดท้ายของการเผาผนึก ซึ่งจำเป็นต่อการเผารูปแบบใกล้ตาข่ายที่ซับซ้อนให้มีความหนาแน่นเต็มที่และยับยั้งการซึมผ่านของก๊าซโดยใช้เทคนิค HIP การเผาผนึก จุดประสงค์ของการสาธิตส่วน TPMS คือเพื่อดูว่าพารามิเตอร์การพิมพ์และการเผาที่ได้จากชิ้นงานทดสอบนั้นใช้ได้กับรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนที่จะใช้สำหรับการออกแบบเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนหรือไม่
ทีมงานพิมพ์ชิ้นส่วน TPMS ขนาด 9 ซม. 3 ลูกบาศก์และเผาโดยไม่ทำให้บิดเบี้ยวหรือแตกหัก โทโพโลยีการออกแบบ วัสดุ และความก้าวหน้าในการผลิตถูกนำเสนอเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่ดีที่สุดในระดับเดียวกันในเกลือคลอไรด์ที่หลอมละลายในตัวแลกเปลี่ยนความร้อน CSP
นักวิจัยหารือเกี่ยวกับการใช้ส่วนผสมของการผลิตสารเติมแต่งสารยึดเกาะและการเผาผนึกเพื่อสร้างเซลล์ UHTC-TPMS ที่ใช้ ZrB2-MoSi2- เนื่องจากมีลักษณะและคุณภาพการประมวลผลที่ดี ZrB2-MoSi2 จึงถูกเลือกโดยเจตนาให้เป็นตัวเลือกที่ไม่ถูกต้องเพื่อแสดงความเป็นไปได้ของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน UHTC-TPMS จนกว่าจะสามารถระบุวัสดุ UHTC ที่ดีที่สุดสำหรับการใช้งานนี้ได้
แสดงให้เห็นว่าการผลิตสารเติมแต่งสเปรย์กาวสามารถใช้ในการพิมพ์และเผาโครงสร้าง UHTC-TPMS ได้ เพื่อจำกัดการบิดเบือนอย่างมีประสิทธิภาพ พบว่าจำเป็นต้องใช้กลยุทธ์การจำกัดพื้นที่ สามารถใช้วัตถุดิบผงทั่วไปที่มี d50 ประมาณ 2-3 ม. ซึ่งเป็นขนาดเดียวกับที่ใช้ในการแปรรูป UHTC ทั่วไป วัสดุเหล่านี้ถูกซินเทอร์จนมีความหนาแน่นสัมพัทธ์ทางทฤษฎีที่ 92-98 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งเพียงพอที่จะป้องกันไม่ให้ของเหลวแลกเปลี่ยนความร้อนผ่านผนัง แยกทั้งสองส่วนและปล่อยให้ความดันไอโซสแตติกทางความร้อนเมื่อต้องการความหนาแน่นที่สูงขึ้น