由于3D打印技术可以制造出各种结构，研究人员发现可以更好的控制物质流经电极，这意味着能够改善传质和提高反应器的性能。
这项研究的主要作者、LLNL工程师Victor Beck表示：”通过3D打印，我们可以对电化学反应器进行精确的控制，从而提高反应器的性能。新型的、高性能的电极将是下一代电化学反应器的重要组成部分。”
电化学反应器通常用于将化学反应物转化为能量，比如电力。这些反应器的商业可行性在很大程度上取决于质量转移，简单来说，是通过电极将流体反应物输送到反应表面。因此，我们需要设计能够控制流动的电极。
目前，电极一般是使用 “无序介质 “制造的，如碳纤维基泡沫。虽然成本很低，但这些无序的材料往往导致流动和传质分布不均匀，这对反应器的性能是不利的。
通过选择3D打印的气凝胶电极，研究人员证明，他们可以定制电极的流道形状，以优化反应器中的反应，同时缓解传统制造的电极的缺点。
共同作者Anna Ivanovskaya补充说：”对电极形状的精细控制，使先进的电化学反应器成为可能，这在以前的电极材料中是不可能的。工程师们将能够设计和制造针对特定工艺的优化结构。随着制造技术的发展，3D打印电极可能会取代传统的无序电极，用于液体和气体类型的反应器。”
3D打印的石墨烯气凝胶电极
电极被打印成复杂的晶格结构，增强了1-2个数量级（10倍-100倍）的质量传输。LLNL的电极还实现了与传统无序材料相当的反应器性能，这是一个非常有希望的结果。
该研究的共同作者Swetha Chandrasekaran说：”通过3D打印碳气凝胶等先进材料，有可能在不影响导电性和表面积等物理特性的情况下，在这些材料中设计大孔网络”。
这项研究的成功现在将使他们能够探索工程化电极架构的效果，而不依赖于昂贵的工业制造工艺。LLNL目前还在研究使用基于树脂的微立体光刻技术和双光子光刻技术3D打印更坚固的电极和其他反应器部件。
