في معهد فراونهوفر لأدوات الآلات وتكنولوجيا التشكيل (IWU)، يُطوّر الباحثون تقنيات متقدمة لتصنيع محركات خلايا الوقود بهدف تسهيل إنتاجها التسلسلي بسرعة وكفاءة عالية. ولتحقيق ذلك، يُركّز باحثو IWU في البداية على جوهر هذه المحركات، ويعملون على إيجاد طرق لتصنيع صفائح ثنائية القطب من رقائق معدنية رقيقة. في معرض هانوفر، سيعرض معهد فراونهوفر IWU هذه الأنشطة البحثية الواعدة وغيرها من مشاريع محركات خلايا الوقود من خلال سيارة سباق سيلبرهوميل.
عندما يتعلق الأمر بتوفير الطاقة للمحركات الكهربائية، تُعدّ خلايا الوقود وسيلةً مثاليةً لتكملة البطاريات لزيادة مدى القيادة. ومع ذلك، لا يزال تصنيع خلايا الوقود عمليةً باهظة التكلفة، لذلك لا يزال هناك عددٌ قليلٌ نسبيًا من طرازات المركبات المزودة بتقنية القيادة هذه في السوق الألمانية. ويعمل الباحثون في معهد فراونهوفر IWU حاليًا على إيجاد حلٍّ أكثر فعاليةً من حيث التكلفة: "نتبع نهجًا شموليًا وندرس جميع مكونات محرك خلايا الوقود. يبدأ الأمر بتوفير الهيدروجين، ويؤثر على اختيار المواد التي تُشارك مباشرةً في توليد الكهرباء في خلايا الوقود، ويمتد إلى تنظيم الحرارة في الخلية نفسها وفي السيارة ككل"، كما يوضح سورين شيفلر، مدير المشروع في معهد فراونهوفر IWU في كمنيتس.
كخطوة أولى، يُركز الباحثون على جوهر أي محرك خلية وقود: "المكدس". هنا تُولّد الطاقة في عدد من الخلايا المكدسة، المكونة من صفائح ثنائية القطب وأغشية إلكتروليتية.
يقول شيفلر: "نبحث حاليًا عن كيفية استبدال صفائح الجرافيت ثنائية القطب التقليدية برقائق معدنية رقيقة. سيُمكّن هذا من تصنيع الأكوام بسرعة وبتكلفة معقولة على نطاق واسع، وسيعزز الإنتاجية بشكل كبير". كما يُركز الباحثون على ضمان الجودة، حيث يُفحص كل مكون في الأكوام مباشرةً أثناء عملية التصنيع، لضمان أن الأجزاء التي خضعت لفحص شامل فقط هي التي تصل إلى الأكوام.
بالتوازي مع ذلك، يهدف معهد فراونهوفر IWU إلى تحسين قدرة المداخن على التكيف مع البيئة وظروف القيادة. يوضح شيفلر: "فرضيتنا هي أن التكيف الديناميكي مع المتغيرات البيئية - بمساعدة الذكاء الاصطناعي أيضًا - يمكن أن يساعد في توفير الهيدروجين. ويختلف استخدام المحرك في درجات حرارة خارجية مرتفعة أو منخفضة، أو في السهول أو الجبال. حاليًا، تعمل المداخن ضمن نطاق تشغيل محدد مسبقًا وثابت، مما لا يسمح بهذا النوع من التحسين المرتبط بالبيئة".
سيستعرض خبراء فراونهوفر منهجهم البحثي في معرض سيلبرهوميل بمعرض هانوفر ميسي من 20 إلى 24 أبريل 2020. استُوحيت سيارة سيلبرهوميل من سيارة سباق صممتها شركة أوتو يونيون إيه جي في أربعينيات القرن الماضي. وقد استخدم مطورو فراونهوفر آي دبليو يو أساليب تصنيع جديدة لإعادة بناء هذه السيارة، وإنشاء نموذج تجريبي لتكنولوجيا حديثة. ويهدفون إلى تزويد سيلبرهوميل بمحرك كهربائي يعتمد على تقنية خلايا الوقود المتقدمة. وسيتم عرض هذه التقنية رقميًا على السيارة في معرض هانوفر ميسي.
يُعد هيكل Silberhummel نفسه مثالاً على حلول التصنيع المبتكرة وعمليات التشكيل التي يتم تطويرها بشكل أكبر في Fraunhofer IWU. ومع ذلك، ينصب التركيز هنا على التصنيع الفعال من حيث التكلفة لأحجام دفعات صغيرة. لم يتم تشكيل لوحة هيكل Silberhummel باستخدام مكابس كبيرة تتضمن عملية معقدة باستخدام أدوات فولاذية مصبوبة. بدلاً من ذلك، تم استخدام قوالب سلبية مصنوعة من الخشب سهل التشغيل. قامت أداة آلية مصممة لهذا الغرض بضغط لوحة الهيكل على القالب الخشبي شيئًا فشيئًا باستخدام عمود خاص. يطلق الخبراء على هذه الطريقة "التشكيل التدريجي". يقول شيفلر: "يؤدي ذلك إلى إنشاء المكونات المطلوبة بشكل أسرع بكثير من الطريقة التقليدية - سواء كانت مصدات أو أغطية أو حتى أقسام جانبية من الترام. يمكن أن يستغرق التصنيع التقليدي للأدوات المستخدمة في تشكيل أجزاء الهيكل، على سبيل المثال، عدة أشهر. لقد احتجنا إلى أقل من أسبوع بقليل لاختباراتنا - من تصنيع القالب الخشبي إلى اللوحة النهائية".
كن على ثقة بأن محررينا يتابعون عن كثب كل تعليق يُرسلونه، وسيتخذون الإجراءات المناسبة. آراءكم تهمنا.
يُستخدم عنوان بريدك الإلكتروني فقط لإعلام المُستلِم بهوية مُرسِل البريد الإلكتروني. لن يُستخدم عنوانك أو عنوان المُستلِم لأي غرض آخر. ستظهر المعلومات التي تُدخلها في رسالتك الإلكترونية، ولن تحتفظ بها شركة Tech Xplore بأي شكل من الأشكال.
يستخدم هذا الموقع ملفات تعريف الارتباط (الكوكيز) لتسهيل تصفح الموقع، وتحليل استخدامك لخدماتنا، وتوفير محتوى من جهات خارجية. باستخدامك موقعنا، فإنك تُقر بقراءتك وفهمك لسياسة الخصوصية وشروط الاستخدام الخاصة بنا.
وقت النشر: 05-05-2020