صفائح ثنائية القطب جديدة من رقائق معدنية رفيعة لخلايا الوقود

في معهد فراونهوفر للأدوات الآلية وتكنولوجيا التشكيل (IWU)، يقوم الباحثون بتطوير تكنولوجيا متقدمة لتصنيع محركات خلايا الوقود بهدف تسهيل إنتاجها التسلسلي السريع والفعال من حيث التكلفة.ولتحقيق هذه الغاية، يركز الباحثون في IWU في البداية بشكل مباشر على قلب هذه المحركات ويعملون على طرق تصنيع ألواح ثنائية القطب من رقائق معدنية رقيقة.في معرض هانوفر، ستعرض Fraunhofer IWU هذه الأنشطة وغيرها من الأنشطة البحثية الواعدة لمحركات خلايا الوقود مع سيارة السباق Silberhummel.

عندما يتعلق الأمر بتوفير الطاقة في المحركات الكهربائية، فإن خلايا الوقود هي وسيلة مثالية لتكملة البطاريات لزيادة نطاق القيادة.ومع ذلك، يظل تصنيع خلايا الوقود عملية مكلفة للغاية، لذلك لا يزال هناك عدد قليل نسبيًا من نماذج المركبات المزودة بتقنية القيادة هذه في السوق الألمانية.والآن يعمل الباحثون في Fraunhofer IWU على حل أكثر فعالية من حيث التكلفة: "نحن نتبع نهجًا شاملاً وننظر إلى جميع المكونات الموجودة في محرك خلية الوقود."يبدأ الأمر بتوفير الهيدروجين، ويؤثر على اختيار المواد التي تشارك بشكل مباشر في توليد الكهرباء في خلايا الوقود، ويمتد إلى التنظيم الحراري في الخلية نفسها وفي السيارة ككل"، يوضح سورين شيفلر، مدير المشروع في فراونهوفر. IWU في كيمنتس.

كخطوة أولى، ركز الباحثون على قلب أي محرك يعمل بخلايا الوقود: "المكدس".هذا هو المكان الذي يتم فيه توليد الطاقة في عدد من الخلايا المكدسة المكونة من صفائح ثنائية القطب وأغشية إلكتروليتية.

"نحن نبحث في كيفية استبدال ألواح الجرافيت التقليدية ثنائية القطب برقائق معدنية رقيقة.يقول شيفلر: "هذا من شأنه أن يمكن من تصنيع المداخن بسرعة واقتصادية على نطاق واسع وسيعزز الإنتاجية بشكل كبير".ويركز الباحثون أيضًا على ضمان الجودة.يتم فحص كل مكون في الأكوام مباشرة في عملية التصنيع.ويهدف هذا إلى التأكد من أن الأجزاء التي تم فحصها بالكامل فقط هي التي تشق طريقها إلى المكدس.

بالتوازي، يهدف Fraunhofer IWU إلى تحسين قدرة الأكوام على التكيف مع البيئة وحالة القيادة.يوضح شيفلر: "فرضيتنا هي أن التكيف الديناميكي مع المتغيرات البيئية - بمساعدة الذكاء الاصطناعي أيضًا - يمكن أن يساعد في توفير الهيدروجين.هناك فرق بين استخدام المحرك في درجات حرارة خارجية مرتفعة أو منخفضة، أو استخدامه في السهول أو الجبال.حاليًا، تعمل الأكوام في نطاق تشغيل ثابت ومحدد مسبقًا لا يسمح بهذا النوع من التحسين المعتمد على البيئة.

سيعرض خبراء فراونهوفر نهجهم البحثي من خلال معرض Silberhummel في معرض هانوفر في الفترة من 20 إلى 24 أبريل 2020. ويعتمد Silberhummel على سيارة سباق صممتها شركة Auto Union AG في الأربعينيات.استخدم مطورو Fraunhofer IWU الآن أساليب تصنيع جديدة لإعادة بناء هذه السيارة وإنشاء عرض للتكنولوجيا الحديثة.هدفهم هو تجهيز Silberhummel بمحرك كهربائي يعتمد على تكنولوجيا خلايا الوقود المتقدمة.سيتم بالفعل عرض هذه التقنية رقميًا على السيارة في معرض هانوفر.

يعد هيكل Silberhummel نفسه أيضًا مثالًا على حلول التصنيع المبتكرة وعمليات التشكيل التي يتم تطويرها بشكل أكبر في Fraunhofer IWU.ومع ذلك، ينصب التركيز هنا على التصنيع الفعال من حيث التكلفة لأحجام الدفعات الصغيرة.لم يتم تشكيل لوحة جسم Silberhummel باستخدام مكابس كبيرة تتضمن عملية معقدة باستخدام أدوات من الفولاذ المصبوب.بدلا من ذلك، تم استخدام القوالب السلبية المصنوعة من الخشب الذي يمكن تشكيله بسهولة.قامت أداة آلية مصممة لهذا الغرض بالضغط على لوحة الجسم على القالب الخشبي شيئًا فشيئًا باستخدام شياق خاص.يطلق الخبراء على هذه الطريقة اسم "التشكيل المتزايد"."إنها تؤدي إلى إنشاء المكونات المرغوبة بشكل أسرع بكثير من الطريقة التقليدية - سواء كانت المصدات أو الأغطية أو حتى الأقسام الجانبية للترام.على سبيل المثال، يمكن أن يستغرق التصنيع التقليدي للأدوات المستخدمة لتشكيل أجزاء الجسم عدة أشهر.يقول شيفلر: "لقد كنا بحاجة إلى أقل من أسبوع لإجراء اختباراتنا، بدءًا من تصنيع القالب الخشبي وحتى اللوحة النهائية".

يمكنك التأكد من أن المحررين لدينا يراقبون عن كثب كل التعليقات المرسلة وسيتخذون الإجراءات المناسبة.آرائكم مهمة بالنسبة لنا.

يتم استخدام عنوان بريدك الإلكتروني فقط للسماح للمستلم بمعرفة من أرسل البريد الإلكتروني.لن يتم استخدام عنوانك أو عنوان المستلم لأي غرض آخر.ستظهر المعلومات التي تدخلها في رسالة البريد الإلكتروني الخاصة بك ولا تحتفظ بها Tech Xplore بأي شكل من الأشكال.

يستخدم هذا الموقع ملفات تعريف الارتباط للمساعدة في التنقل وتحليل استخدامك لخدماتنا وتوفير محتوى من أطراف ثالثة.باستخدام موقعنا، فإنك تقر بأنك قد قرأت وفهمت سياسة الخصوصية وشروط الاستخدام الخاصة بنا.