แผ่นไบโพลาร์ชนิดใหม่ทำจากฟอยล์โลหะบางของเซลล์เชื้อเพลิง

ที่ Fraunhofer Institute for Machine Tool and Moulding Technology IWU นักวิจัยกำลังพัฒนาเทคโนโลยีขั้นสูงสำหรับการผลิตเครื่องยนต์เซลล์เชื้อเพลิงเพื่ออำนวยความสะดวกในการผลิตจำนวนมากอย่างรวดเร็วและคุ้มค่า ด้วยเหตุนี้ นักวิจัยของ IWU จึงมุ่งความสนใจไปที่หัวใจของเครื่องยนต์เหล่านี้โดยตรง และกำลังศึกษาวิธีการทำแผ่นไบโพลาร์จากฟอยล์โลหะบางๆ ที่ Hannover Messe Fraunhofer IWU จะจัดแสดงกิจกรรมการวิจัยเครื่องยนต์เซลล์เชื้อเพลิงเหล่านี้และกิจกรรมการวิจัยอื่นๆ ที่มีแนวโน้มดีร่วมกับ Silberhummel Racing
เมื่อพูดถึงการจ่ายไฟให้เครื่องยนต์ไฟฟ้า เซลล์เชื้อเพลิงเป็นวิธีที่ดีเยี่ยมในการเสริมแบตเตอรี่เพื่อเพิ่มระยะการขับขี่ อย่างไรก็ตาม การผลิตเซลล์เชื้อเพลิงยังคงเป็นกระบวนการที่มีค่าใช้จ่ายสูง ดังนั้นจึงยังมีโมเดลเพียงไม่กี่รุ่นที่ใช้เทคโนโลยีขับเคลื่อนนี้ในตลาดเยอรมัน ขณะนี้นักวิจัยของ Fraunhofer IWU กำลังทำงานเพื่อหาวิธีแก้ปัญหาที่คุ้มต้นทุนมากขึ้น: “เราใช้วิธีการแบบองค์รวมเพื่อศึกษาส่วนประกอบทั้งหมดในเครื่องยนต์เซลล์เชื้อเพลิง สิ่งแรกที่ต้องทำคือการจัดหาไฮโดรเจนซึ่งส่งผลต่อการเลือกใช้วัสดุ มันเกี่ยวข้องโดยตรงกับการผลิตพลังงานเซลล์เชื้อเพลิงและขยายไปยังเซลล์เชื้อเพลิงเองและการควบคุมอุณหภูมิของยานพาหนะทั้งคัน” Sören Scheffler ผู้จัดการโครงการ Chemnitz Fraunhofer IWU อธิบาย
ในขั้นตอนแรก นักวิจัยมุ่งเน้นไปที่หัวใจของเครื่องยนต์เซลล์เชื้อเพลิง: “กองเซลล์เชื้อเพลิง” นี่คือจุดที่พลังงานถูกสร้างขึ้นในแบตเตอรี่จำนวนมากที่ซ้อนกันซึ่งประกอบด้วยแผ่นไบโพลาร์และเมมเบรนอิเล็กโทรไลต์
Scheffler กล่าวว่า "เรากำลังตรวจสอบวิธีการเปลี่ยนแผ่นโลหะสองขั้วแบบกราไฟท์แบบเดิมด้วยฟอยล์โลหะบางๆ สิ่งนี้จะช่วยให้สามารถผลิตสแต็คจำนวนมากได้อย่างรวดเร็วและประหยัด และเพิ่มผลผลิตได้อย่างมาก” นักวิจัยยังมุ่งมั่นที่จะประกันคุณภาพอีกด้วย ตรวจสอบส่วนประกอบทุกชิ้นในปึกโดยตรงในระหว่างกระบวนการผลิต ทั้งนี้เพื่อให้แน่ใจว่าเฉพาะชิ้นส่วนที่ได้รับการตรวจสอบอย่างครบถ้วนเท่านั้นจึงจะเข้าสู่ปึกได้
ในเวลาเดียวกัน Fraunhofer IWU มีเป้าหมายที่จะปรับปรุงความสามารถของปล่องไฟในการปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมและสภาพการขับขี่ Scheffler อธิบายว่า "สมมติฐานของเราคือด้วยความช่วยเหลือของ AI การปรับตัวแปรสภาพแวดล้อมแบบไดนามิกสามารถช่วยประหยัดไฮโดรเจนได้ ไม่ว่าจะใช้เครื่องยนต์ที่อุณหภูมิสูงหรือต่ำ หรือใช้เครื่องยนต์บนที่ราบหรือในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง ก็จะมีความแตกต่างกัน ปัจจุบันสแต็กทำงานภายในช่วงการทำงานคงที่ที่กำหนดไว้ล่วงหน้า ซึ่งไม่อนุญาตให้ปรับให้เหมาะสมตามสภาพแวดล้อมดังกล่าว”
ผู้เชี่ยวชาญจาก Fraunhofer Laboratory จะนำเสนอวิธีการวิจัยของตนในนิทรรศการ Silberhummel ที่ Hannover Messe ตั้งแต่วันที่ 20 ถึง 24 เมษายน 2020 Silberhummel มีต้นแบบมาจากรถแข่งที่ออกแบบโดย Auto Union ในทศวรรษ 1940 ปัจจุบัน ผู้พัฒนา Fraunhofer IWU ได้ใช้วิธีการผลิตแบบใหม่เพื่อสร้างยานพาหนะขึ้นใหม่และสร้างผู้สาธิตเทคโนโลยีสมัยใหม่ เป้าหมายของพวกเขาคือการติดตั้งเครื่องยนต์ไฟฟ้าที่ใช้เทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิงขั้นสูงให้กับ Silberhummel เทคโนโลยีนี้ได้รับการฉายภาพแบบดิจิทัลที่ Hannover Messe
ตัว Silberhummel เองก็เป็นตัวอย่างหนึ่งของโซลูชั่นการผลิตที่เป็นนวัตกรรมและกระบวนการขึ้นรูปที่พัฒนาขึ้นเพิ่มเติมโดย Fraunhofer IWU อย่างไรก็ตาม จุดมุ่งเน้นที่นี่คือการผลิตที่มีต้นทุนต่ำในปริมาณน้อย แผงตัวถังของ Silberhummel ไม่ได้สร้างขึ้นจากเครื่องปั๊มขนาดใหญ่ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการทำงานที่ซับซ้อนของเครื่องมือเหล็กหล่อ แทนที่จะใช้แม่พิมพ์ตัวเมียที่ทำจากไม้ที่แปรรูปได้ง่ายแทน เครื่องจักรที่ออกแบบมาเพื่อจุดประสงค์นี้ใช้แมนเดรลพิเศษกดแผงตัวถังลงบนแม่พิมพ์ไม้ทีละน้อย ผู้เชี่ยวชาญเรียกวิธีนี้ว่า "การสร้างรูปร่างส่วนเพิ่ม" “เมื่อเทียบกับวิธีการแบบเดิม ไม่ว่าจะเป็นบังโคลน ฝากระโปรง หรือด้านข้างของรถราง วิธีนี้ก็สามารถผลิตชิ้นส่วนที่ต้องการได้เร็วกว่า เช่น การผลิตเครื่องมือทั่วไปที่ใช้ทำชิ้นส่วนของร่างกาย อาจต้องใช้เวลาหลายเดือน เราต้องการเวลาไม่ถึงหนึ่งสัปดาห์ตั้งแต่การผลิตแม่พิมพ์ไม้ไปจนถึงการทดสอบแผงสำเร็จรูป” Scheffler กล่าว