En el Instituto Fraunhofer de Máquinas-Herramienta y Tecnología de Moldeo (IWU), investigadores desarrollan tecnologías avanzadas para la fabricación de motores de pilas de combustible, facilitando así una producción en masa rápida y rentable. Para ello, los investigadores del IWU se centraron inicialmente en el núcleo de estos motores y estudian métodos para fabricar placas bipolares a partir de láminas metálicas delgadas. En la Feria de Hannover, el Fraunhofer IWU presentará estas y otras prometedoras actividades de investigación en motores de pilas de combustible junto con Silberhummel Racing.
En lo que respecta a la alimentación de motores eléctricos, las pilas de combustible son una forma ideal de complementar las baterías y aumentar la autonomía. Sin embargo, la fabricación de pilas de combustible sigue siendo un proceso costoso, por lo que aún existen muy pocos modelos que utilicen esta tecnología de propulsión en el mercado alemán. Ahora, los investigadores del Fraunhofer IWU trabajan en una solución más rentable: «Utilizamos un enfoque holístico para estudiar todos los componentes de un motor de pila de combustible. Lo primero es proporcionar hidrógeno, lo que influye en la elección de los materiales. Este interviene directamente en la generación de energía de la pila de combustible y se extiende a la propia pila de combustible y a la regulación de la temperatura de todo el vehículo», explicó Sören Scheffler, director del proyecto del Fraunhofer IWU en Chemnitz.
En el primer paso, los investigadores se centraron en el núcleo de cualquier motor de pila de combustible: la pila de combustible. Aquí es donde se genera la energía en numerosas baterías apiladas compuestas por placas bipolares y membranas electrolíticas.
Scheffler afirmó: «Estamos investigando cómo sustituir las placas bipolares de grafito tradicionales por láminas metálicas delgadas. Esto permitirá la producción en masa de pilas de forma rápida y económica, además de aumentar significativamente la productividad». Los investigadores también están comprometidos con el control de calidad. Se revisa cada componente de la pila directamente durante el proceso de fabricación para garantizar que solo las piezas completamente inspeccionadas puedan entrar en la pila.
Al mismo tiempo, Fraunhofer IWU busca mejorar la capacidad de la chimenea para adaptarse al entorno y a las condiciones de conducción. Scheffler explicó: «Nuestra hipótesis es que, con la ayuda de la IA, el ajuste dinámico de las variables ambientales puede ahorrar hidrógeno. Ya sea que se utilice el motor a altas o bajas temperaturas, o en terrenos llanos o en un entorno de alta temperatura, el rendimiento será diferente. Actualmente, la chimenea funciona dentro de un rango operativo fijo predeterminado, lo que impide dicha optimización en función del entorno».
Expertos del Laboratorio Fraunhofer presentarán sus métodos de investigación en la exposición Silberhummel, que se celebrará en la Feria de Hannover del 20 al 24 de abril de 2020. El Silberhummel se basa en un coche de carreras diseñado por Auto Union en la década de 1940. Los desarrolladores del Fraunhofer IWU han empleado nuevos métodos de fabricación para reconstruir el vehículo y crear demostradores tecnológicos modernos. Su objetivo es dotar al Silberhummel de un motor eléctrico basado en tecnología avanzada de pilas de combustible. Esta tecnología se ha proyectado digitalmente en la Feria de Hannover.
La carrocería del Silberhummel es un ejemplo de las innovadoras soluciones de fabricación y procesos de moldeo desarrollados por Fraunhofer IWU. Sin embargo, el enfoque principal es la fabricación a bajo coste en lotes pequeños. Los paneles de la carrocería del Silberhummel no se forman con grandes máquinas de estampación, que requieren operaciones complejas con herramientas de acero fundido. En su lugar, se utiliza un molde hembra de madera fácil de procesar. Una máquina herramienta diseñada para este fin utiliza un mandril especial para presionar el panel de la carrocería poco a poco sobre el molde de madera. Los expertos denominan a este método "conformado incremental". "En comparación con el método tradicional, ya sea para el guardabarros, el capó o el lateral del tranvía, este método permite producir las piezas necesarias con mayor rapidez. Por ejemplo, la fabricación convencional de herramientas para fabricar piezas de la carrocería puede tardar varios meses. Necesitamos menos de una semana desde la fabricación del molde de madera hasta la prueba del panel terminado", explicó Scheffler.
Hora de publicación: 24 de septiembre de 2020