نوع جدید صفحه دوقطبی ساخته شده از فویل فلزی نازک پیل سوختی

در موسسه Fraunhofer برای ماشین ابزار و فناوری قالب گیری IWU، محققان در حال توسعه فناوری های پیشرفته برای تولید موتورهای پیل سوختی هستند تا تولید انبوه سریع و مقرون به صرفه را تسهیل کنند. برای این منظور، محققان IWU در ابتدا به طور مستقیم بر روی قلب این موتورها تمرکز کردند و در حال مطالعه روش هایی برای ساخت صفحات دوقطبی از ورقه های فلزی نازک هستند. در Hannover Messe، Fraunhofer IWU این و سایر فعالیت‌های تحقیقاتی امیدوارکننده موتورهای پیل سوختی را با Silberhummel Racing به نمایش خواهد گذاشت.
وقتی نوبت به نیرو دادن به موتورهای الکتریکی می رسد، سلول های سوختی راهی ایده آل برای تکمیل باتری ها برای افزایش برد رانندگی هستند. با این حال، ساخت پیل های سوختی هنوز یک فرآیند پرهزینه است، بنابراین هنوز مدل های بسیار کمی از این فناوری درایو در بازار آلمان استفاده می کنند. اکنون محققان Fraunhofer IWU روی راه‌حل مقرون‌به‌صرفه‌تری کار می‌کنند: «ما از یک رویکرد جامع برای مطالعه همه اجزای یک موتور پیل سوختی استفاده می‌کنیم. اولین کاری که باید انجام داد تهیه هیدروژن است که بر انتخاب مواد تأثیر می گذارد. این به طور مستقیم در تولید انرژی پیل سوختی نقش دارد و به خود پیل سوختی و تنظیم دمای کل خودرو گسترش می یابد. سورن شفلر، مدیر پروژه Chemnitz Fraunhofer IWU توضیح داد.
در گام اول، محققان بر قلب هر موتور پیل سوختی متمرکز شدند: "پشته سلول سوختی". اینجاست که انرژی در بسیاری از باتری‌های پشته‌ای که از صفحات دوقطبی و غشاهای الکترولیت تشکیل شده‌اند، تولید می‌شود.
شفلر گفت: "ما در حال بررسی چگونگی جایگزینی صفحات دوقطبی سنتی گرافیت با فویل های فلزی نازک هستیم. این امر باعث می‌شود که پشته‌ها به سرعت و اقتصادی به تولید انبوه برسند و بهره‌وری را به میزان قابل توجهی افزایش دهند.» محققان همچنین متعهد به تضمین کیفیت هستند. هر جزء در پشته را مستقیماً در طول فرآیند ساخت بررسی کنید. این برای اطمینان از این است که فقط قطعات کاملاً بازرسی شده می توانند وارد پشته شوند.
در عین حال، Fraunhofer IWU قصد دارد توانایی دودکش را برای سازگاری با محیط و شرایط رانندگی بهبود بخشد. شفلر توضیح داد: «فرضیه ما این است که با کمک هوش مصنوعی، تنظیم پویا متغیرهای محیطی می‌تواند هیدروژن را ذخیره کند. چه استفاده از موتور در دماهای بالا یا پایین باشد، چه استفاده از موتور در دشت یا در محیط با دمای بالا، متفاوت خواهد بود. در حال حاضر، پشته در یک محدوده عملیاتی ثابت از پیش تعیین شده کار می کند، که اجازه چنین بهینه سازی وابسته به محیط را نمی دهد.
کارشناسان آزمایشگاه Fraunhofer روش های تحقیقاتی خود را در نمایشگاه Silberhummel در Hannover Messe از 20 تا 24 آوریل 2020 ارائه خواهند کرد. Silberhummel بر اساس یک ماشین مسابقه طراحی شده توسط Auto Union در دهه 1940 است. توسعه دهندگان Fraunhofer IWU اکنون از روش های جدید تولید برای بازسازی خودرو و ایجاد نمایشگرهای فناوری مدرن استفاده کرده اند. هدف آنها تجهیز Silberhummel به یک موتور الکتریکی مبتنی بر فناوری پیشرفته سلول سوختی است. این فناوری به صورت دیجیتالی در Hannover Messe ارائه شده است.
خود بدنه Silberhummel نیز نمونه ای از راه حل های نوآورانه تولید و فرآیندهای قالب گیری است که توسط Fraunhofer IWU توسعه یافته است. با این حال، در اینجا تمرکز بر تولید کم هزینه در دسته های کوچک است. پانل‌های بدنه سیلبرهومل توسط ماشین‌های مهر زنی بزرگ که شامل عملیات پیچیده ابزارهای فولادی ریخته‌گری می‌شود، تشکیل نمی‌شوند. در عوض، از قالب ماده ساخته شده از چوب استفاده می شود که پردازش آن آسان است. ماشین ابزاری که برای این منظور طراحی شده است با استفاده از سنبه مخصوص پانل بدنه را کم کم روی قالب چوبی فشار می دهد. کارشناسان این روش را "شکل دهی افزایشی" می نامند. در مقایسه با روش سنتی، چه گلگیر، کاپوت یا کنار تراموا، این روش می تواند قطعات مورد نیاز را سریعتر تولید کند. به عنوان مثال، ساخت متعارف ابزار مورد استفاده برای ساخت اعضای بدن ممکن است چندین ماه طول بکشد. شفلر گفت: از ساخت قالب چوبی تا آزمایش پانل نهایی به کمتر از یک هفته زمان نیاز داریم.