No Instituto Fraunhofer de Máquinas-Ferramenta e Tecnologia de Conformação IWU, pesquisadores estão desenvolvendo tecnologia avançada para a fabricação de motores de célula de combustível com o objetivo de facilitar sua produção em série rápida e econômica. Para esse fim, os pesquisadores da IWU estão inicialmente se concentrando diretamente no coração desses motores e trabalhando em maneiras de fabricar placas bipolares a partir de folhas metálicas finas. Na Hannover Messe, a Fraunhofer IWU apresentará essas e outras atividades promissoras de pesquisa de motores de célula de combustível com o carro de corrida Silberhummel.
Quando se trata de fornecer energia em motores elétricos, as células de combustível são uma forma ideal de complementar as baterias para aumentar a autonomia. No entanto, a produção de células de combustível continua a ser um processo dispendioso, pelo que ainda existem relativamente poucos modelos de veículos com esta tecnologia de propulsão no mercado alemão. Agora, os pesquisadores da Fraunhofer IWU estão trabalhando em uma solução mais econômica: “Adotamos uma abordagem holística e analisamos todos os componentes de um motor de célula de combustível. Começa com o fornecimento de hidrogénio, afeta a escolha dos materiais que estão diretamente envolvidos na geração de eletricidade nas células de combustível e estende-se à termorregulação na própria célula e no veículo como um todo”, explica Sören Scheffler, gestor de projetos da Fraunhofer. UIT em Chemnitz.
Como primeiro passo, os investigadores centram-se no coração de qualquer motor de célula de combustível: a “pilha”. É aqui que a energia é gerada em uma série de células empilhadas compostas de placas bipolares e membranas eletrolíticas.
“Estamos pesquisando como podemos substituir as placas bipolares de grafite convencionais por folhas metálicas finas. Isso permitiria que as pilhas fossem fabricadas de forma rápida e econômica em larga escala e aumentaria significativamente a produtividade”, afirma Scheffler. Os pesquisadores também estão se concentrando na garantia de qualidade. Cada componente nas pilhas é inspecionado diretamente no processo de fabricação. O objetivo é garantir que apenas as peças que foram totalmente examinadas cheguem à pilha.
Paralelamente, o Fraunhofer IWU visa melhorar a capacidade das pilhas de se adaptarem ao ambiente e à situação de condução. Scheffler explica: “Nossa hipótese é que o ajuste dinâmico às variáveis ambientais – também auxiliado pela IA – pode ajudar a economizar hidrogênio. Faz diferença se um motor é usado em temperaturas externas altas ou baixas, ou se é usado em planícies ou montanhas. Atualmente, as pilhas funcionam em uma faixa operacional fixa e predefinida que não permite esse tipo de otimização dependente do ambiente.”
Os especialistas da Fraunhofer demonstrarão sua abordagem de pesquisa com sua exposição Silberhummel na Hannover Messe, de 20 a 24 de abril de 2020. O Silberhummel é baseado em um carro de corrida projetado pela Auto Union AG na década de 1940. Os desenvolvedores do Fraunhofer IWU usaram agora novos métodos de fabricação para reconstruir este veículo e criar um demonstrador de tecnologia moderna. O objetivo é equipar o Silberhummel com um motor elétrico baseado em tecnologia avançada de célula de combustível. Esta tecnologia já será projetada digitalmente no veículo na Hannover Messe.
A própria carroceria Silberhummel também é um exemplo das soluções inovadoras de fabricação e processos de conformação que estão sendo desenvolvidos na Fraunhofer IWU. Aqui, no entanto, o foco está na fabricação econômica de lotes pequenos. O painel da carroceria do Silberhummel não foi formado com grandes prensas que envolvessem operações complexas com ferramentas de aço fundido. Em vez disso, foram utilizados moldes negativos feitos de madeira facilmente usinável. Uma máquina-ferramenta projetada para esse fim pressionou o painel do corpo sobre o molde de madeira, pouco a pouco, usando um mandril especial. Os especialistas chamam esse método de “formação incremental”. “Isso resulta na criação muito mais rápida dos componentes desejados do que com o método convencional – sejam pára-lamas, capôs ou até mesmo seções laterais de bondes. A fabricação convencional das ferramentas utilizadas para formar partes do corpo, por exemplo, pode levar vários meses. Precisávamos de pouco menos de uma semana para nossos testes – desde a fabricação do molde de madeira até o painel acabado”, diz Scheffler.
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Horário da postagem: 05 de maio de 2020