סוג חדש של לוחית דו קוטבית עשוי רדיד מתכת דק של תא דלק

במכון Fraunhofer for Machine Tool and Molding Technology IWU, חוקרים מפתחים טכנולוגיות מתקדמות לייצור מנועי תאי דלק כדי לאפשר ייצור המוני מהיר וחסכוני. לשם כך, חוקרי IWU התמקדו תחילה ישירות בלב המנועים הללו ולומדים שיטות לייצור לוחות דו-קוטביים מרדיד מתכת דק. ב-Hannover Messe, Fraunhofer IWU תציג את פעילויות המחקר המבטיחות הללו של מנועי תאי דלק עם Silberhummel Racing.
כשזה מגיע להנעת מנועים חשמליים, תאי דלק הם דרך אידיאלית להשלים סוללות כדי להגדיל את טווח הנסיעה. עם זאת, ייצור תאי דלק הוא עדיין תהליך יקר, ולכן יש עדיין מעט מאוד דגמים המשתמשים בטכנולוגיית הנעה זו בשוק הגרמני. כעת חוקרי Fraunhofer IWU עובדים על פתרון חסכוני יותר: "אנו משתמשים בגישה הוליסטית כדי לחקור את כל הרכיבים במנוע תאי דלק. הדבר הראשון שצריך לעשות הוא לספק מימן, מה שמשפיע על בחירת החומרים. הוא מעורב ישירות בייצור החשמל של תאי דלק ומתרחב עד לתא הדלק עצמו ולוויסות הטמפרטורה של הרכב כולו". מנהל הפרויקט של Chemnitz Fraunhofer IWU, סורן שפלר, הסביר.
בשלב הראשון, החוקרים התמקדו בלבו של כל מנוע תאי דלק: "מחסנית תאי הדלק". זה המקום שבו אנרגיה נוצרת בסוללות מוערמות רבות המורכבות מלוחות דו-קוטביים וממברנות אלקטרוליטים.
שפלר אמר: "אנחנו חוקרים כיצד להחליף לוחות דו-קוטביים גרפיטים מסורתיים ברדיד מתכת דק. זה יאפשר ייצור המוני מהיר וחסכוני של ערימות ולהגדיל משמעותית את הפרודוקטיביות". החוקרים מחויבים גם להבטחת איכות. בדוק כל רכיב בערימה ישירות במהלך תהליך הייצור. זאת כדי להבטיח שרק חלקים שנבדקו במלואם יוכלו להיכנס לערימה.
במקביל, Fraunhofer IWU שואפת לשפר את יכולתה של הארובה להסתגל לסביבה ולתנאי הנהיגה. שפלר הסביר: "ההשערה שלנו היא שבעזרת AI, התאמה דינמית של משתנים סביבתיים יכולה לחסוך במימן. בין אם זה משתמש במנוע בטמפרטורות גבוהות או נמוכות, או שימוש במנוע במישור או בסביבה של טמפרטורה גבוהה, זה יהיה שונה. נכון לעכשיו, המחסנית פועלת בטווח פעולה קבוע שנקבע מראש, שאינו מאפשר אופטימיזציה כזו תלוית סביבה."
מומחים ממעבדת Fraunhofer יציגו את שיטות המחקר שלהם בתערוכת Silberhummel ב-Hannover Messe מה-20 עד ה-24 באפריל, 2020. Silberhummel מבוסס על מכונית מירוץ שתוכננה על ידי Auto Union בשנות ה-40. המפתחים של Fraunhofer IWU השתמשו כעת בשיטות ייצור חדשות כדי לשחזר את הרכב וליצור מדגמי טכנולוגיה מודרנית. המטרה שלהם היא לצייד את זילברהומל במנוע חשמלי המבוסס על טכנולוגיית תאי דלק מתקדמת. טכנולוגיה זו הוקרנה דיגיטלית ב-Hannover Messe.
גוף Silberhummel עצמו הוא גם דוגמה לפתרונות ייצור חדשניים ותהליכי יציקה שפותחו בהמשך על ידי Fraunhofer IWU. עם זאת, המיקוד כאן הוא ייצור בעלות נמוכה במנות קטנות. לוחות הגוף של זילברהומל אינם נוצרים על ידי מכונות הטבעה גדולות, הכוללות פעולות מורכבות של כלי פלדה יצוקה. במקום נעשה שימוש בתבנית נשית עשויה עץ קלה לעיבוד. כלי מכונה המיועד למטרה זו משתמש במדרל מיוחד כדי ללחוץ את לוח הגוף לאט לאט על תבנית העץ. מומחים מכנים שיטה זו "עיצוב אינקרמנטלי". "בהשוואה לשיטה המסורתית, בין אם זה הפגוש, מכסה המנוע או הצד של החשמלית, שיטה זו יכולה לייצר את החלקים הנדרשים מהר יותר. לדוגמה, ייצור קונבנציונלי של כלים המשמשים לייצור חלקי גוף זה עשוי לקחת מספר חודשים. אנחנו צריכים פחות משבוע מייצור תבנית העץ ועד לבדיקת הפאנל המוגמר", אמר שפלר.