Στο Ινστιτούτο Fraunhofer για Εργαλειομηχανές και Τεχνολογία Μορφοποίησης IWU, οι ερευνητές αναπτύσσουν προηγμένη τεχνολογία για την κατασκευή κινητήρων κυψελών καυσίμου με στόχο τη διευκόλυνση της γρήγορης και οικονομικά αποδοτικής σειριακής παραγωγής τους. Για τον σκοπό αυτό, οι ερευνητές του IWU επικεντρώνονται αρχικά απευθείας στην καρδιά αυτών των κινητήρων και εργάζονται πάνω σε τρόπους κατασκευής διπολικών πλακών από λεπτά μεταλλικά φύλλα. Στο Hannover Messe, το Fraunhofer IWU θα παρουσιάσει αυτές και άλλες πολλά υποσχόμενες ερευνητικές δραστηριότητες κινητήρων κυψελών καυσίμου με το αγωνιστικό αυτοκίνητο Silberhummel.
Όσον αφορά την παροχή ενέργειας σε ηλεκτρικούς κινητήρες, οι κυψέλες καυσίμου αποτελούν ιδανικό τρόπο για την ενίσχυση των μπαταριών και την αύξηση της αυτονομίας οδήγησης. Ωστόσο, η κατασκευή κυψελών καυσίμου παραμένει μια δαπανηρή διαδικασία, επομένως εξακολουθούν να υπάρχουν σχετικά λίγα μοντέλα οχημάτων με αυτήν την τεχνολογία κίνησης στη γερμανική αγορά. Τώρα, οι ερευνητές της Fraunhofer IWU εργάζονται πάνω σε μια πιο οικονομικά αποδοτική λύση: «Υιοθετούμε μια ολιστική προσέγγιση και εξετάζουμε όλα τα εξαρτήματα ενός κινητήρα κυψελών καυσίμου. Ξεκινά με την παροχή υδρογόνου, επηρεάζει την επιλογή των υλικών που εμπλέκονται άμεσα στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας στις κυψέλες καυσίμου και επεκτείνεται στη θερμορύθμιση στο ίδιο το κελί και στο όχημα στο σύνολό του», εξηγεί ο Sören Scheffler, διευθυντής έργου στην Fraunhofer IWU στο Chemnitz.
Ως πρώτο βήμα, οι ερευνητές επικεντρώνονται στην καρδιά κάθε κινητήρα κυψελών καυσίμου: τη «στοίβα». Εδώ παράγεται ενέργεια σε έναν αριθμό στοιβαγμένων κυψελών που αποτελούνται από διπολικές πλάκες και ηλεκτρολυτικές μεμβράνες.
«Ερευνούμε πώς μπορούμε να αντικαταστήσουμε τις συμβατικές διπολικές πλάκες γραφίτη με λεπτά μεταλλικά φύλλα. Αυτό θα επέτρεπε την ταχεία και οικονομική κατασκευή στοίβων σε μεγάλη κλίμακα και θα αύξανε σημαντικά την παραγωγικότητα», λέει ο Scheffler. Οι ερευνητές επικεντρώνονται επίσης στη διασφάλιση της ποιότητας. Κάθε εξάρτημα των στοίβων ελέγχεται απευθείας κατά τη διαδικασία κατασκευής. Αυτό έχει ως στόχο να διασφαλίσει ότι μόνο τα εξαρτήματα που έχουν εξεταστεί πλήρως θα εισέλθουν σε μια στοίβα.
Παράλληλα, το Fraunhofer IWU στοχεύει στη βελτίωση της ικανότητας των καμινάδων να προσαρμόζονται στο περιβάλλον και στις συνθήκες οδήγησης. Ο Scheffler εξηγεί: «Η υπόθεσή μας είναι ότι η δυναμική προσαρμογή σε περιβαλλοντικές μεταβλητές —με τη βοήθεια και της Τεχνητής Νοημοσύνης— μπορεί να βοηθήσει στην εξοικονόμηση υδρογόνου. Έχει σημασία αν ένας κινητήρας χρησιμοποιείται σε υψηλές ή χαμηλές εξωτερικές θερμοκρασίες ή αν χρησιμοποιείται σε πεδιάδες ή σε βουνά. Προς το παρόν, οι καμινάδες λειτουργούν σε ένα προκαθορισμένο, σταθερό εύρος λειτουργίας που δεν επιτρέπει αυτό το είδος βελτιστοποίησης που εξαρτάται από το περιβάλλον».
Οι ειδικοί της Fraunhofer θα επιδείξουν την ερευνητική τους προσέγγιση με την έκθεση Silberhummel στο Hannover Messe από τις 20 έως τις 24 Απριλίου 2020. Το Silberhummel βασίζεται σε ένα αγωνιστικό αυτοκίνητο που σχεδιάστηκε από την Auto Union AG τη δεκαετία του 1940. Οι προγραμματιστές της Fraunhofer IWU έχουν πλέον χρησιμοποιήσει νέες μεθόδους κατασκευής για να ανακατασκευάσουν αυτό το όχημα και να δημιουργήσουν ένα σύγχρονο τεχνολογικό επίδειξης. Στόχος τους είναι να εξοπλίσουν το Silberhummel με έναν ηλεκτρικό κινητήρα βασισμένο σε προηγμένη τεχνολογία κυψελών καυσίμου. Αυτή η τεχνολογία θα προβάλλεται ήδη ψηφιακά στο όχημα στο Hannover Messe.
Το ίδιο το αμάξωμα Silberhummel αποτελεί επίσης ένα παράδειγμα των καινοτόμων λύσεων κατασκευής και διαδικασιών διαμόρφωσης που αναπτύσσονται περαιτέρω στο Fraunhofer IWU. Εδώ, ωστόσο, η έμφαση δίνεται στην οικονομικά αποδοτική κατασκευή μικρών μεγεθών παρτίδων. Το πάνελ του αμαξώματος του Silberhummel δεν διαμορφώθηκε με μεγάλες πρέσες που περιλάμβαναν πολύπλοκη λειτουργία με εργαλεία από χυτό χάλυβα. Αντ' αυτού, χρησιμοποιήθηκαν αρνητικά καλούπια από εύκολα κατεργάσιμο ξύλο. Μια εργαλειομηχανή που σχεδιάστηκε για αυτόν τον σκοπό πίεσε το πάνελ του αμαξώματος πάνω στο ξύλινο καλούπι, κομμάτι-κομμάτι, χρησιμοποιώντας ένα ειδικό άξονα. Οι ειδικοί αποκαλούν αυτή τη μέθοδο «σταδιακή διαμόρφωση». «Έχει ως αποτέλεσμα πολύ ταχύτερη δημιουργία των επιθυμητών εξαρτημάτων από ό,τι με τη συμβατική μέθοδο - είτε πρόκειται για φτερά, καπό είτε ακόμα και για πλευρικά τμήματα τραμ. Η συμβατική κατασκευή των εργαλείων που χρησιμοποιούνται για τη διαμόρφωση τμημάτων του αμαξώματος, για παράδειγμα, μπορεί να διαρκέσει αρκετούς μήνες. Χρειαστήκαμε λίγο λιγότερο από μία εβδομάδα για τις δοκιμές μας - από την κατασκευή του ξύλινου καλουπιού μέχρι το τελικό πάνελ», λέει ο Scheffler.
Μπορείτε να είστε βέβαιοι ότι οι συντάκτες μας παρακολουθούν στενά κάθε σχόλιο που αποστέλλεται και θα λάβουν τα κατάλληλα μέτρα. Οι απόψεις σας είναι σημαντικές για εμάς.
Η διεύθυνση email σας χρησιμοποιείται μόνο για να ενημερώσει τον παραλήπτη ποιος έστειλε το email. Ούτε η διεύθυνσή σας ούτε η διεύθυνση του παραλήπτη θα χρησιμοποιηθούν για κανέναν άλλο σκοπό. Οι πληροφορίες που εισάγετε θα εμφανίζονται στο μήνυμα email σας και δεν διατηρούνται από την Tech Xplore σε καμία μορφή.
Αυτός ο ιστότοπος χρησιμοποιεί cookies για να βοηθήσει στην πλοήγηση, να αναλύσει τη χρήση των υπηρεσιών μας από εσάς και να παρέχει περιεχόμενο από τρίτους. Χρησιμοποιώντας τον ιστότοπό μας, αναγνωρίζετε ότι έχετε διαβάσει και κατανοήσει την Πολιτική Απορρήτου και τους Όρους Χρήσης μας.
Ώρα δημοσίευσης: 05 Μαΐου 2020