Στο Fraunhofer Institute for Machine Tools and Forming Technology IWU, ερευνητές αναπτύσσουν προηγμένη τεχνολογία για την κατασκευή κινητήρων κυψελών καυσίμου με στόχο τη διευκόλυνση της γρήγορης και οικονομικής σειριακής παραγωγής τους. Για το σκοπό αυτό, οι ερευνητές της IWU εστιάζουν αρχικά απευθείας στην καρδιά αυτών των κινητήρων και εργάζονται σε τρόπους για την κατασκευή διπολικών πλακών από λεπτά μεταλλικά φύλλα. Στο Hannover Messe, η Fraunhofer IWU θα παρουσιάσει αυτές και άλλες πολλά υποσχόμενες ερευνητικές δραστηριότητες κινητήρων κυψελών καυσίμου με το αγωνιστικό αυτοκίνητο Silberhummel.
Όσον αφορά την παροχή ενέργειας σε ηλεκτρικούς κινητήρες, οι κυψέλες καυσίμου είναι ένας ιδανικός τρόπος για να συμπληρώσετε τις μπαταρίες για να αυξήσετε την αυτονομία οδήγησης. Ωστόσο, η κατασκευή κυψελών καυσίμου παραμένει μια δαπανηρή διαδικασία, επομένως εξακολουθούν να υπάρχουν σχετικά λίγα μοντέλα οχημάτων με αυτήν την τεχνολογία κίνησης στη γερμανική αγορά. Τώρα οι ερευνητές στο Fraunhofer IWU εργάζονται σε μια πιο οικονομική λύση: «Ακολουθούμε μια ολιστική προσέγγιση και εξετάζουμε όλα τα εξαρτήματα σε έναν κινητήρα κυψελών καυσίμου. Ξεκινά με την παροχή υδρογόνου, επηρεάζει την επιλογή των υλικών που εμπλέκονται άμεσα στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας στις κυψέλες καυσίμου και επεκτείνεται στη θερμορύθμιση στην ίδια την κυψέλη και στο όχημα συνολικά», εξηγεί ο Sören Scheffler, διευθυντής έργου στη Fraunhofer. IWU στο Chemnitz.
Ως πρώτο βήμα, οι ερευνητές επικεντρώνονται στην καρδιά κάθε κινητήρα κυψελών καυσίμου: τη «στοίβα». Εδώ παράγεται ενέργεια σε έναν αριθμό στοιβαγμένων κυψελών που αποτελούνται από διπολικές πλάκες και μεμβράνες ηλεκτρολυτών.
«Ερευνούμε πώς μπορούμε να αντικαταστήσουμε τις συμβατικές διπολικές πλάκες γραφίτη με λεπτά μεταλλικά φύλλα. Αυτό θα επέτρεπε τη γρήγορη και οικονομική παραγωγή στοίβων σε μεγάλη κλίμακα και θα ενίσχυε σημαντικά την παραγωγικότητα», λέει ο Scheffler. Οι ερευνητές εστιάζουν επίσης στη διασφάλιση ποιότητας. Κάθε εξάρτημα στις στοίβες ελέγχεται απευθείας στη διαδικασία κατασκευής. Αυτό έχει ως στόχο να διασφαλίσει ότι μόνο τα μέρη που έχουν εξεταστεί πλήρως θα μπουν σε μια στοίβα.
Παράλληλα, το Fraunhofer IWU στοχεύει στη βελτίωση της ικανότητας προσαρμογής των στοίβων στο περιβάλλον και στην οδηγική κατάσταση. Ο Scheffler εξηγεί, «Η υπόθεσή μας είναι ότι η δυναμική προσαρμογή σε περιβαλλοντικές μεταβλητές - με τη βοήθεια επίσης της τεχνητής νοημοσύνης - μπορεί να βοηθήσει στην εξοικονόμηση υδρογόνου. Έχει διαφορά εάν ένας κινητήρας χρησιμοποιείται σε υψηλές ή χαμηλές εξωτερικές θερμοκρασίες ή αν χρησιμοποιείται σε πεδιάδες ή βουνά. Επί του παρόντος, οι στοίβες λειτουργούν σε ένα προκαθορισμένο, σταθερό εύρος λειτουργίας που δεν επιτρέπει αυτού του είδους τη βελτιστοποίηση που εξαρτάται από το περιβάλλον».
Οι ειδικοί της Fraunhofer θα επιδείξουν την ερευνητική τους προσέγγιση με την έκθεσή τους Silberhummel στο Hannover Messe από τις 20 έως τις 24 Απριλίου 2020. Το Silberhummel βασίζεται σε ένα αγωνιστικό αυτοκίνητο που σχεδιάστηκε από την Auto Union AG τη δεκαετία του 1940. Οι προγραμματιστές της Fraunhofer IWU έχουν πλέον χρησιμοποιήσει νέες μεθόδους κατασκευής για να ανακατασκευάσουν αυτό το όχημα και να δημιουργήσουν μια σύγχρονη τεχνολογία επίδειξης. Στόχος τους είναι να εξοπλίσουν το Silberhummel με έναν ηλεκτρικό κινητήρα βασισμένο σε προηγμένη τεχνολογία κυψελών καυσίμου. Αυτή η τεχνολογία θα προβληθεί ήδη ψηφιακά στο όχημα στο Hannover Messe.
Το ίδιο το αμάξωμα Silberhummel είναι επίσης ένα παράδειγμα των καινοτόμων λύσεων κατασκευής και διαδικασιών διαμόρφωσης που αναπτύσσονται περαιτέρω στην Fraunhofer IWU. Εδώ, ωστόσο, το επίκεντρο είναι η οικονομικά αποδοτική κατασκευή μικρών μεγεθών παρτίδων. Το πάνελ του αμαξώματος του Silberhummel δεν διαμορφώθηκε με μεγάλες πρέσες που συνεπάγονταν περίπλοκη λειτουργία με εργαλεία από χυτό χάλυβα. Αντίθετα, χρησιμοποιήθηκαν αρνητικά καλούπια κατασκευασμένα από εύκολα επεξεργάσιμο ξύλο. Μια εργαλειομηχανή σχεδιασμένη για αυτό το σκοπό πίεσε το πάνελ του σώματος πάνω στο ξύλινο καλούπι σπιθαμή προς σπιθαμή χρησιμοποιώντας ένα ειδικό μανδρέλι. Οι ειδικοί αποκαλούν αυτή τη μέθοδο «αυξητική διαμόρφωση». «Έχει ως αποτέλεσμα πολύ πιο γρήγορη δημιουργία των επιθυμητών εξαρτημάτων από ό,τι με τη συμβατική μέθοδο—είτε είναι φτερά, κουκούλες ή ακόμα και πλευρικά τμήματα του τραμ. Η συμβατική κατασκευή των εργαλείων που χρησιμοποιούνται για το σχηματισμό τμημάτων του σώματος, για παράδειγμα, μπορεί να διαρκέσει αρκετούς μήνες. Χρειαζόμασταν λιγότερο από μια εβδομάδα για τις δοκιμές μας - από την κατασκευή του ξύλινου καλουπιού μέχρι το τελικό πάνελ», λέει ο Scheffler.
Μπορείτε να είστε βέβαιοι ότι οι συντάκτες μας παρακολουθούν στενά κάθε σχόλιο που αποστέλλεται και θα προβούν στις κατάλληλες ενέργειες. Οι απόψεις σας είναι σημαντικές για εμάς.
Η διεύθυνση email σας χρησιμοποιείται μόνο για να ενημερώσει τον παραλήπτη ποιος έστειλε το email. Ούτε η διεύθυνσή σας ούτε η διεύθυνση του παραλήπτη θα χρησιμοποιηθούν για οποιονδήποτε άλλο σκοπό. Οι πληροφορίες που εισάγετε θα εμφανίζονται στο μήνυμα ηλεκτρονικού ταχυδρομείου σας και δεν διατηρούνται από την Tech Xplore σε καμία μορφή.
Αυτός ο ιστότοπος χρησιμοποιεί cookies για να βοηθήσει στην πλοήγηση, να αναλύσει τη χρήση των υπηρεσιών μας από εσάς και να παρέχει περιεχόμενο από τρίτα μέρη. Χρησιμοποιώντας τον ιστότοπό μας, αναγνωρίζετε ότι έχετε διαβάσει και κατανοήσει την Πολιτική Απορρήτου και τους Όρους Χρήσης μας.
Ώρα δημοσίευσης: Μάιος-05-2020