JP7828335B2 - 多孔質アセンブリ及び関連する製造並びに使用方法 - Google Patents

多孔質アセンブリ及び関連する製造並びに使用方法

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０２０年１０月１５日に出願され、シリアル番号６３／０９２，２０２を割り当てられた米国仮特許出願の優先権を主張し、その全内容は、その全体が、参照により本明細書に組み込まれる。
本開示は、多孔質アセンブリ、及び関連する、製造並びに使用の方法に関し、より具体的には、少なくとも部分的に、積層造形により（例えば、例えば、電子ビーム積層造形プロセスを介して、レーザー積層造形技術を介して、インクジェット又はバインダージェット積層造形プロセスを介してなど、３Ｄ印刷プロセスを介して）製造された多孔質アセンブリであって、該多孔質アセンブリが、多層アプリケーションの感受性又は活性層のための（例えば、燃料電池／電解槽／電池／他の多層アプリケーションの感受性／活性層のための）多孔質モノリス支持構造又は基板を含む、多孔質アセンブリ、に関する。
現在の慣行は、多層アプリケーションの感受性／活性層のための（例えば、燃料電池／電解槽／電池／他の多層アプリケーションの感受性／活性層のための）多層支持構造を構築するために、複数の別個の／個々の多孔質層のアセンブリ（例えば、従来のスクリーン／焼結金属多孔質金属媒体）を提供する。そのような多層アセンブリは、スタック構造全体にわたって繰り返される。例えば、典型的な燃料電池スタックは、それ以上ではないにしても、数十のそのような多層アセンブリを有し得る。これは、多くの場合、複数の／高価な製造及び追加処理（製造前に各別個の／個々の層にコーティングを塗布することなど）ステップをもたらす。また、達成される性能（例えば、流体流抵抗）は、複数の別個の多孔質層（例えば、従来のスクリーン／焼結金属多孔質金属媒体）の孔構造及び／又は寸法を設計する際の柔軟性の欠如によって、制限され得る。
改善されたアセンブリ及び関連する製造及び使用の方法に対する関心が、存在する。
これら及び他の非効率性並びに改善の機会は、本開示のアセンブリ、システム、及び方法によって対処及び／又は克服される。
本開示は、有利な多孔質アセンブリ、及び多孔質アセンブリを利用並びに／若しくは製造するための改善されたシステム／方法を提供する。より具体的には、本開示は、少なくとも部分的に、積層造形により（例えば、例えば、電子ビーム積層造形プロセスを介して、レーザー積層造形技術を介して、インクジェット又はバインダージェット積層造形プロセスを介してなど、３Ｄ印刷プロセスを介して）製造された多孔質アセンブリであって、該多孔質アセンブリが、多層アプリケーションの感受性又は活性層のための（例えば、燃料電池／電解槽／電池／他の多層アプリケーションの感受性／活性層のための）多孔質モノリス支持構造又は基板を含む、多孔質アセンブリ、を提供する。
本開示の多孔質モノリス支持構造又は基板（例えば、少なくとも部分的に、積層造形により製造される）は、従来の多孔質媒体と組み立てられ、並びに／若しくはそれらに接合され得る、及び／又は本開示の他の多孔質モノリス支持構造又は基板と組み立てられ、並びに／若しくはそれらに接合され得る（例えば、少なくとも部分的に、同じ積層造形プロセス、又は他の（積層造形）プロセス／方法により製造されることに留意されたい。例えば、電子ビーム積層造形されたモノリス支持構造又は基板は、１つ以上のレーザー焼結モノリス支持構造又は基板と組み立てられ得る。
更に、製造を容易にするために、より大きなプレート／基板は、溶接又は他の接合方法によって、２つ以上のより小さなプレート／基板を接合することによって、製造され得る。
本開示は、第１の端部から第２の端部まで延在する多孔質モノリス基板と、多孔質モノリス基板上に位置付けられている感受性又は活性層とを含む多孔質アセンブリであって、多孔質モノリス基板が、少なくとも部分的に、積層造形により製造される、多孔質アセンブリ、を提供する。
本開示はまた、感受性又は活性層が、多孔質若しくは固体の触媒膜、電気化学的活性若しくは導電性膜、又はフィルタ膜、又は流動膜である、多孔質アセンブリを提供する。
本開示はまた、多孔質モノリス基板が、スクリーン又は３Ｄ印刷格子基板の形態をとる、多孔質アセンブリを提供する。
本開示はまた、多孔質モノリス基板が、均質多孔性又は傾斜多孔性を含む、多孔質アセンブリを提供する。
本開示はまた、多孔質モノリス基板が、０．１ミクロン～１ｍｍ超の範囲の細孔径、及び５～９５％の範囲の空孔率を有する、多孔質アセンブリを提供する。
本開示はまた、多孔質モノリス基板が、０．１インチ～積層造形機の最大サイズの範囲の寸法を有し、かつ多孔質モノリス基板が、任意の形状である、多孔質アセンブリを提供する。
本開示はまた、多孔質モノリス基板が、６－４チタン（グレード５）又はＣＰチタン（グレード１）から製造される、多孔質アセンブリを提供する。
本開示はまた、多孔質モノリス基板が、複数のリングを備える、多孔質アセンブリを提供する。
本開示はまた、多孔質モノリス基板が、複数の多角形構造を備える、多孔質アセンブリを提供する。
本開示はまた、多孔質モノリス基板が、第１のレベルと、第２のレベルと、第３のレベルと、第４のレベルと、第５のレベルとを備え、各レベルが、内部を通る複数の孔又は通路を含む、多孔質アセンブリを提供する。
本開示はまた、多孔質アセンブリを製造するための方法であって、第１の端部から第２の端部まで延在する多孔質モノリス基板を提供することと、多孔質モノリス基板上に感受性又は活性層を位置付けることと、を含み、多孔質モノリス基板が、少なくとも部分的に、積層造形により製造される、方法、を提供する。
本開示はまた、多孔質アセンブリを製造するための方法であって、多孔質モノリス基板が、少なくとも部分的に、３Ｄ印刷プロセスにより製造される、方法、を提供する。
本開示はまた、多孔質アセンブリを製造するための方法であって、多孔質モノリス基板が、少なくとも部分的に、電子ビーム積層造形プロセス又はレーザー積層造形プロセスにより製造される、方法、を提供する。
上記の及び他の特徴が、以下の図及び詳細な説明によって、例示される。
実施形態の任意の組み合わせ又は並べ替えが、想定される。本開示の開示されたアセンブリ、システム、及び方法の更なる有利な特徴、機能、及び用途は、特に添付の図面と併せて読むと、以下の説明から明らかになるであろう。本開示に列挙される全ての参考文献は、参照によりそれらの全体が、本明細書に組み込まれる。
以下の図は、同様の要素が同様に番号付けされている、例示的な実施形態である。
実施形態の特徴及び態様は、要素が、必ずしも正確な縮尺で描かれていない、添付の図面を参照して以下に説明される。
本開示の例示的な実施形態は、添付の図面を参照して更に説明される。以下に記載され、図に示される様々な特徴、ステップ、及び特徴／ステップの組み合わせを異なる方法で配置及び編成して実施形態をもたらすことができ、これらの実施形態は、依然として本開示の範囲内にあることに留意されたい。開示されるアセンブリ、システム、及び方法を作製並びに使用する際に当業者を支援するために、添付の図面が参照される。
複数の別個の／個々の多孔質層（例えば、従来のスクリーン／焼結金属多孔質金属媒体）のアセンブリの概略図であり、複数の多孔質層の各アセンブリは、多層アプリケーションの感受性又は活性層のための（例えば、燃料電池／電解槽／電池／他の多層アプリケーションの感受性／活性層のための）支持構造を構築するように構成される。 本開示による、例示的な多孔質アセンブリの概略図であり、各多孔質アセンブリは、多層アプリケーションの感受性又は活性層のための（例えば、燃料電池／電解槽／電池／他の多層アプリケーションの感受性／活性層のための）多孔質モノリス支持構造又は基板を含む。 本開示による、多孔質モノリス支持構造又は基板の第１の側面図（例えば、底面図）を示す。 本開示による、多孔質モノリス支持構造又は基板の第１の側面斜視図（例えば、底面側斜視図）を示す。 本開示による、多孔質モノリス支持構造又は基板の第２の側面図（例えば、上部側面図）を示す。 本開示による、多孔質モノリス支持構造又は基板の第２の側面斜視図（例えば、上面側斜視図）を示す。 本開示による、多孔質モノリス支持構造又は基板の別の第２の側面斜視図（例えば、上面側斜視図）を示す。 図７の部分分解図である。 本開示による、別の多孔質モノリス支持構造又は基板の上面側斜視図を示す。 図９の構造又は基板の側縁図である。 図９の構造又は基板の側縁図である。 図９の構造又は基板の第１のレベルの上面側斜視図である。 図９の構造又は基板の第１のレベルの例示的なリングを示す。 本開示による、別の多孔質モノリス支持構造又は基板の上面側斜視図を示す。 図１４の多孔質モノリス支持構造又は基板の底面側斜視図を示す。 図１４の多孔質モノリス支持構造又は基板の、覆われた六角形構造の側面斜視図である。 図１４の多孔質モノリス支持構造又は基板の、覆われていない六角形構造の側面斜視図である。 図１４の多孔質モノリス支持構造又は基板の六角形構造のカバーの側面斜視図である。
本明細書に開示される例示的な実施形態は、本開示の有利な多孔質アセンブリ、及びシステム、並びにその方法／技術の例示である。しかしながら、開示される実施形態は、様々な形態で具現化され得る本開示の単なる例示であることを理解されたい。したがって、例示的な多孔質アセンブリ、及び関連付けられた製造／組み立て並びに使用のプロセス／技術を参照して本明細書に開示される詳細は、限定するものではなく、単に、本開示の有利な多孔質アセンブリ及び／又は代替の多孔質アセンブリを作製及び使用する方法を当業者に教えるための基礎として解釈されるべきである。
本開示は、有利な多孔質アセンブリ、及び多孔質アセンブリを利用並びに／若しくは製造するための改善されたシステム／方法を提供する。
より具体的には、本開示は、少なくとも部分的に、積層造形により（例えば、例えば、電子ビーム積層造形プロセスを介して、レーザー積層造形技術を介して、インクジェット又はバインダージェット積層造形プロセスを介してなど、３Ｄ印刷プロセスを介して）製造された多孔質アセンブリであって、該多孔質アセンブリが、多層アプリケーションの感受性又は活性層のための（例えば、燃料電池／電解槽／電池／他の多層アプリケーションの感受性／活性層のための）多孔質モノリス支持構造又は基板を含む、多孔質アセンブリ、を提供する。
ここで、図面を参照すると、同様の部品は、それぞれ、明細書及び図面全体にわたって同じ参照番号でマーキングされる。図面は、必ずしも縮尺通りではなく、特定の図では、部品は、明確にするために誇張されていることがある。
図１に示されるように、現在の慣行は、多層支持構造１４の上に位置付けられる、多層アプリケーションの感受性／活性層１６のための（例えば、燃料電池／電解槽／電池／他の多層アプリケーションの感受性／活性層１６のための）多層支持構造１４を構築するために、複数の別個の／個々の多孔質層１２Ａ～１２Ｄ（例えば、従来のスクリーン／焼結金属多孔質金属媒体１２Ａ～１２Ｄ）の多層アセンブリ１０を提供する。そのようなアセンブリ１０は、スタック構造全体にわたって繰り返される。例えば、典型的な燃料電池スタックは、それ以上ではないにしても、数十のそのようなアセンブリ１０を有し得る。これは、多くの場合、複数の／高価な製造及び追加処理（製造前の各別個の／個々の層１２Ａ、１２Ｂなどへのコーティングの塗布など）ステップをもたらす。また、達成される性能（例えば、流体流抵抗）は、複数の別個の多孔質層１２Ａ～１２Ｄ（例えば、従来のスクリーン／焼結金属多孔質金属媒体１２Ａ～１２Ｄ）の孔構造及び／又は寸法を設計する際の柔軟性の欠如によって、制限され得る。
例示的な実施形態では、図２に示されるように、本開示は、少なくとも部分的に、積層造形により（例えば、３Ｄ印刷プロセスを介して）製造される多孔質アセンブリ１００を提供し、各多孔質アセンブリ１００は、多孔質モノリス支持構造又は基板１１４の上に位置付けられる、多層アプリケーションの感受性又は活性層１１６のための（例えば、燃料電池／電解槽／電池／他の多層アプリケーションの感受性／活性層１１６のための）多孔質モノリス支持構造又は基板１１４を含み、それにより、結果として、以下で更に考察されるように、有意の運用上の、製造上の、商業上の、及び／又は収益上の利点をもたらす。
図２は、例示的な多孔質アセンブリ１００の概略図であり、各多孔質アセンブリ１００は、多孔質モノリス支持構造若しくは基板１１４の上に位置付けられる、及び／又は取り付けられる、多層アプリケーションの１つ以上の感受性若しくは活性層１１６のための多孔質モノリス支持構造若しくは基板１１４を含む。
例えば、感受性又は活性層１１６は、フィルタ膜１１６（例えば、多孔質金属繊維フィルタ膜１１６）などであり得る。感受性若しくは活性層１１６は、多孔質若しくは固体の触媒膜、電気化学的活性若しくは導電性膜、又はフィルタ膜、又は流動膜１１６であり得ることに留意されたい。
多孔質モノリス支持構造又は基板１１４は、少なくとも部分的に、積層造形により製造され、スクリーン又は３Ｄ印刷格子基板１１４の形態をとり得ることに留意されたい。
例示的な実施形態では、本開示は、複数の別個の多孔質層１２Ａ～１２Ｄ（焼結金属又はスクリーン）のアセンブリ１０の従来の製造に置き換わり、それにより複数の製造ステップを排除し得（費用対効果が高い）、かつモノリス１１４の細孔微細構造及び流体流の屈曲度の最適化を通して性能を向上させ得る、均質多孔性又は傾斜多孔性を有する３Ｄ印刷モノリス１１４を提供する。
例示的な実施形態では、完全に３Ｄ印刷された多孔質モノリス層／基板１１４は、各々０．００５～０．０２インチの厚さである２つ以上の従来の別個のスクリーン１２（例えば、１２Ａ～１２Ｄ）に置き換わり得る。３ＤＰモノリス１１４は、広範囲の細孔径（例えば、０．１ミクロン～１ｍｍ超（例えば、格子構造））、及び広範囲の空孔率（例えば、５～９５％）を有し得る。多孔質モノリス基板１１４は、寸法の範囲（例えば、０．１インチ～積層造形機によって許容される最大サイズ（例えば、１４×１４インチ）を有し得ること、及び多孔質モノリス基板１１４は、任意の形状（例えば、正方形、長方形、円形など）であり得ることに留意されたい。
多孔質モノリス基板１１４は、主にガス／エネルギー生成用途で使用され得、改善された流体流及びコスト削減のための単純な設計／製造を必要とする任意の用途でも使用され得ることに留意されたい。
上述のように、多孔質モノリス支持構造又は基板１１４は、少なくとも部分的に、積層造形により（例えば、例えば、電子ビーム積層造形プロセスを介して、レーザー積層造形技術を介して、インクジェット又はバインダージェット積層造形プロセスを介してなど、３Ｄ印刷プロセスを介して）製造される。他の積層造形プロセスが、基板１１４に利用され得ることに留意されたい（例えば、融合堆積モデリング（「ＦＤＭ」）プロセス、レーザー積層造形技術（「ＬＡＭＴ」）を利用することなど）。
本明細書に記載される積層造形プロセス又は３Ｄ印刷プロセスは、基本的又は複雑な形状／設計を有する（例えば、及び非常に効果的であるが、形状が小さい）基板１１４を製作するために使用され得る。
積層造形プロセス又は３Ｄ印刷プロセスを使用して製作され得る、本開示の基板１１４の形状／設計は、複雑な流体流パターンをもたらし得ることに留意されたい。
基板１１４の無数の形状（例えば、円形、正方形、異形など）が可能であることに留意されたい。
複数の従来の別個の多孔質層（例えば、１２Ａ～１２Ｄ）を、１つの３Ｄ印刷層／基板１１４によって置き換えることができる。そのため、複数の製造ステップが、有利に排除される。
３Ｄ印刷層／基板１１４により、設計の自由度が、拡大する。例えば、基板１１４の３Ｄ印刷された細孔構造の屈曲度が、性能（流体流）を最適化するように設計され得る。
更に、基板１１４の傾斜多孔性が、可能である。
必要に応じて、２つ以上の３Ｄ印刷モノリス１１４が組み合わされ得ることに留意されたい。
隣接する構成要素（例えば、隣接する固体構成要素）が、多孔質モノリス１１４とともに３Ｄ印刷され得ることにも留意されたい。
本開示は、多孔質モノリス１１４が、多数の材料（例えば、金属、ポリマーなど）を利用して製造され得ることを定める。
図３は、例示的な多孔質モノリス支持構造又は基板１１４の第１の側面図（例えば、底面図）を示す。図４は、例示的な多孔質モノリス支持構造又は基板１１４の第１の側面斜視図（例えば、底面斜視図）を示す。図５は、例示的な多孔質モノリス支持構造又は基板１１４の第２の側面図（例えば、上部側面図）を示す。図６は、例示的な多孔質モノリス支持構造又は基板１１４の底面側斜視図を示す。
いくつかの実施形態では、例示的な多孔質モノリス支持構造又は基板１１４は、チタン６－４（グレード５）又はＣＰチタン（グレード１）から製造され得るが、本開示は、それらに限定されない。むしろ、多孔質モノリス支持構造又は基板１１４は、様々な材料から製造され得ることに留意されたい。
上述のように、多孔質モノリス支持構造又は基板１１４は、少なくとも部分的に、積層造形により（例えば、例えば、電子ビーム積層造形プロセスを介して、レーザー積層造形技術を介して、インクジェット又はバインダージェット積層造形プロセスを介してなど、３Ｄ印刷プロセスを介して）製造される。
いくつかの実施形態では、多孔質モノリス支持構造又は基板１１４は、１インチの長さと、１インチの幅と、約０．０４５インチの全高又は厚さと、を有し得る。他の実施形態では、多孔質モノリス支持構造又は基板１１４は、３インチの長さと、３インチの幅と、約０．０４５インチの全高又は厚さと、を有し得る。しかしながら、多孔質モノリス支持構造又は基板１１４は、様々なサイズ、形状、及び形態を有し得ることに留意されたい。
図７は、例示的な多孔質モノリス支持構造又は基板１１４の別の第２の側面斜視図（例えば、上面側斜視図）を示す。図８は、図７の部分分解図である。
図８に示されるように、多孔質モノリス支持構造又は基板１１４は、第１のレベル１１４Ａと、第２のレベル１１４Ｂと、第３のレベル１１４Ｃと、第４のレベル１１４Ｄと、第５のレベル１１４Ｅとを有するように製造され得る。例示的な実施形態では、各レベル１１４Ａ～１１４Ｅは、それらを通る複数の孔又は通路を含む。
いくつかの実施形態では、第１のレベル１１４Ａ、第２のレベル１１４Ｂ、第３のレベル１１４Ｃ、及び第４のレベル１１４Ｄは全て、第５のレベル１１４Ｅ（例えば、上側レベル１１４Ｅ）よりも粗く、第５のレベル１１４Ｅは、レベル１１４Ａ～１１４Ｄよりも細かい。
特定の実施形態では、第１のレベル１１４Ａ、第２のレベル１１４Ｂ、第３のレベル１１４Ｃ，及び第４のレベル１１４Ｄは各々、高さが約０．０１０インチであり、第５のレベル１１４Ｅは、高さが約０．００５インチである。
例示的な実施形態では、第２のレベル１１４Ｂの配向は、第１のレベル１１４Ａに対して９０度回転され、第３のレベル１１４Ｃの配向は、第２のレベル１１４Ｂに対して９０度回転され、第４のレベル１１４Ｄの配向は、第３のレベル１１４Ｃに対して９０度回転されている。これにより、レベル１１４Ａ～１１４Ｄが互いの上に製造されて、多孔質モノリス支持構造又は基板１１４を作成するときに、レベル間で屈曲した流体流路が作成される。
別の実施形態では、図９～図１３に示されるように、多孔質モノリス支持構造又は基板２１４は、第１のレベル２１４Ａと、第２のレベル２１４Ｂとを有するように製造され得、第１のレベル２１４Ａは、複数のリング２３５を備える。
例示的な実施形態では、複数のリング２３５の個々のリング２３５は各々、平坦部がその上部及び下部にある状態で、横向きに寝かされる。例示的な実施形態では、限定するものではないが、各リング２３５は、０．０５２インチのリング直径と、０．０１５インチの壁厚と、０．０３５インチの高さ（平坦部間）と、水平からの３０°の傾斜角度とを有し得る。
第１のレベル２１４Ａは、図１２に示されるように、リング２３５をｘ方向及びｙ方向に積み重ねることによって製造された１インチ×１インチ×０．０３５インチのプレートであり得る。
第２のレベル２１４Ｂ（例えば、最上位レベル２１４Ｂ）は、内部を通る多数の貫通孔２４１を有する上部プレートとして製造され得る。例えば、第２のレベル２１４Ｂは、１インチ×１インチ×０．０１０インチの寸法を有し得、０．０１０インチの孔２４１の直径、及び０．０１０インチの孔２４１の間隔を有する。
例示的な実施形態では、図１０は、より開放された構造を示す第１の縁２２２の図を示し、図１１は、あまり開放されていない構造を示す第２の縁２２４の図を示す。
例示的な実施形態では、限定するものではないが、構造又は基板２１４は、１インチ×１インチ×０．０４５インチ厚さ又は高さの寸法を有するモノリス２１４を作製するために、トッププレート２１４Ｂをリング構造２１４Ａの上に位置付けて製造され得る。
一方向（２２２）の面内流れは、多孔質モノリス支持構造又は基板２１４の他方向（２２４）の流れとは著しく異なるであろうことに留意されたい。
別の実施形態では、図１４～図１８に示されるように、多孔質モノリス支持構造又は基板３１４は、第１のレベル３１４Ａと、第２のレベル３１４Ｂとを有するように製造され得、第１のレベル３１４Ａは、複数の六角形構造３１４Ａ（例えば、又は任意の他の多角形構造３１４Ａ）を備え、第２のレベル３１４Ｂは、複数のカバー３１４Ｂを備える。
例えば、限定するものではないが、三百四十（３４０）個の個々の六角形構造３１４Ａを製造して組み合わせて、１インチ×１インチ×０．０４５インチ厚さのシートモノリス３１４を作製することができる。六角形構造３１４Ａは、モノリス３１４を作製するために、密充填パターンで積み重ねられ得る。
例示的な実施形態では、各六角形構造３１４Ａは、流体流／冷却のための側面上の貫通孔を含む。例えば、各六角形構造３１４Ａは、高さが０．０３５インチ、幅が０．０７５インチであり、０．０１０インチの壁を有し、直径０．０１５インチの孔を有し得る。
例示的な実施形態では、各薄い最上層３１４Ｂ（例えば、各０．０１０インチの厚さ）は、多数の貫通孔（例えば、各０．０１０インチの直径）を含む。
より大きな表面積接触のために、薄層３１４Ｂを構造３１４Ａの上部及び底部に製造し得ることに留意されたい。
例示的な実施形態では、最上層３１４Ｂと組み合わされた六角形構造３１４Ａは、０．０４５インチの組み合わせ高さを有する。
特定の実施形態が説明されてきたが、現在予測されていないか、又は予測され得ない代替案、修正、変形、改善、及び実質的等価物が、出願人又は当業者に思いつくかも知れない。したがって、出願され、修正され得る添付の特許請求の範囲は、全てのそのような代替案、修正、変形、改善、及び実質的等価物を包含することが、意図される。
本明細書に開示される範囲は、端点を含むものであり、端点は、独立して互いに組み合わせ可能である（例えば、「最大２５重量％、又はより具体的には、５重量％～２０重量％」の範囲は、端点及び「５重量％～２５重量％」の範囲の全ての中間値などを含む）。「組み合わせ」は、ブレンド、混合物、合金、反応生成物などを含む。「第１の」、「第２の」などの用語は、任意の順序、量、又は重要性を示すものではなく、むしろ、ある要素を別の要素から区別するために使用される。用語「ａ」及び「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、量の制限を示すものではなく、本明細書に別段の記載がない限り、又は文脈により明らかに矛盾しない限り、単数形及び複数形の両方を網羅するように解釈されるべきである。「又は」は、別途明記されていない限り、「及び／又は」を意味する。本明細書全体で「いくつかの実施形態」、「実施形態」などへの言及は、実施形態に関連して説明される特定の要素が、本明細書に記載される少なくとも１つの実施形態に含まれ、他の実施形態に存在しても、存在しなくてもよいことを意味する。更に、記載された要素が、様々な実施形態において任意の好適な様式で組み合わされ得ることを理解されたい。「それらの組み合わせ」は、オープンであり、列挙された構成要素又は特性のうちの少なくとも１つを、任意選択で、列挙されていない類似又は同等の構成要素又は特性とともに含む任意の組み合わせを含む。
別途定義されない限り、本明細書で使用される技術用語及び科学用語は、本出願が属する技術分野の当業者に一般に理解されるのと同じ意味を有する。全ての引用された特許、特許出願、及び他の参考文献は、参照により、それらの全体が本明細書に組み込まれる。しかしながら、本出願の用語が、組み込まれた参考文献の用語と矛盾又は相反する場合、本出願からの用語が、組み込まれた参考文献からの矛盾する用語に優先する。
本開示のシステム及び方法が、それらの例示的な実施形態を参照して説明されてきたが、本開示は、そのような例示的な実施形態及び／又は実装例に限定されない。むしろ、本開示のシステム及び方法は、それらの開示から当業者に容易に明らかであろうような、多くの実装例及びアプリケーションを受け入れる余地がある。本開示は、開示される実施形態のそのような修正、強化、及び／又は変形を明示的に包含する。上記の構成において多くの変更がなされ得、本開示の多くの広く異なる実施形態が、本開示の範囲から逸脱することなくなされ得るため、図面及び明細書に含まれる全ての事項は、例示的であり、限定する意味ではないと解釈されるべきことが意図される。追加の修正、変更、及び置換が、前述の開示において意図される。したがって、添付の特許請求の範囲は、本開示の範囲と一致する方法で広く解釈されることが適切である。

Claims (18)

  1. 多孔質アセンブリであって、
    第１の端部から第２の端部まで延在する多孔質モノリス基板である支持構造と、
    前記多孔質モノリス基板上に位置付けられ、多孔質又は固体の感受性又は活性層と、を含む複数の層を備え、
    前記感受性又は活性層が、電気化学的活性を有し、
    前記多孔質モノリス基板が、少なくとも部分的に、積層造形により製造される、多孔質アセンブリ。
  2. 前記多孔質モノリス基板が、スクリーン又は３Ｄ印刷格子基板の形態をとる、請求項１に記載のアセンブリ。
  3. 前記多孔質モノリス基板が、均質多孔性又は傾斜多孔性を含む、請求項１に記載のアセンブリ。
  4. 前記多孔質モノリス基板が、０．１ミクロン～１ｍｍ超の範囲の細孔径、及び５～９５％の範囲の空孔率を有する、請求項１に記載のアセンブリ。
  5. 前記多孔質モノリス基板が、０．１インチ～積層造形機の最大サイズの範囲の寸法を有し、かつ前記多孔質モノリス基板が、任意の形状である、請求項１に記載のアセンブリ。
  6. 前記多孔質モノリス基板が、６－４チタン（グレード５）又はＣＰチタン（グレード１）から製造される、請求項１に記載のアセンブリ。
  7. 前記多孔質モノリス基板が、複数のリングを備える、請求項１に記載のアセンブリ。
  8. 前記多孔質モノリス基板が、複数の多角形構造を備える、請求項１に記載のアセンブリ。
  9. 前記多孔質モノリス基板が、第１のレベルと、第２のレベルと、第３のレベルと、第４のレベルと、第５のレベルとを備え、各レベルが、内部を通る複数の孔又は通路を含む、請求項１に記載のアセンブリ。
  10. 複数の層を提供することを含む多孔質アセンブリを製造するための方法であって、
    前記複数の層を提供することは、
    第１の端部から第２の端部まで延在する多孔質モノリス基板である支持構造を提供することと、
    前記多孔質モノリス基板上に感受性又は活性層を位置付けることと、を含み、
    前記感受性又は活性層が、電気化学的活性を有し、
    前記多孔質モノリス基板が、少なくとも部分的に、積層造形により製造される、方法。
  11. 前記多孔質モノリス基板が、少なくとも部分的に、３Ｄ印刷プロセスにより製造される、請求項１０に記載の方法。
  12. 前記多孔質モノリス基板が、少なくとも部分的に、電子ビーム積層造形プロセス又はレーザー積層造形プロセスにより製造される、請求項１０に記載の方法。
  13. 前記多孔質モノリス基板が、スクリーン又は３Ｄ印刷格子基板の形態をとる、請求項１０に記載の方法。
  14. 前記多孔質モノリス基板が、均質多孔性又は傾斜多孔性を含む、請求項１０に記載の方法。
  15. 前記多孔質モノリス基板が、０．１ミクロン～１ｍｍ超の範囲の細孔径、及び５～９５％の範囲の空孔率を有する、請求項１０に記載の方法。
  16. 前記多孔質モノリス基板が、チタン６－４（グレード５）又はＣＰチタン（グレード１）から製造される、請求項１０に記載の方法。
  17. 前記多孔質モノリス基板が、複数のリングを備える、請求項１０に記載の方法。
  18. 前記多孔質モノリス基板が、複数の多角形構造を備える、請求項１０に記載の方法。
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