En el Instituto Fraunhofer de Tecnología de Máquinas Herramienta y Moldeo IWU, los investigadores desarrollan tecnologías avanzadas para la fabricación de motores de pila de combustible, con el fin de facilitar 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 Instituto Fraunhofer IWU presentará estas y otras prometedoras investigaciones sobre motores de pila 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 para 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 que hacemos 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 y a la regulación de la temperatura de todo el vehículo», explicó Sören Scheffler, director del proyecto del Fraunhofer IWU de Chemnitz.
En la primera etapa, los investigadores se centraron en el componente principal de cualquier motor de pila de combustible: la "pila de combustible". Es aquí donde se genera la energía en muchas 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, e incrementará significativamente la productividad». Los investigadores también están comprometidos con el control de calidad. Se verifica cada componente de la pila directamente durante el proceso de fabricación para garantizar que solo las piezas que hayan sido inspeccionadas minuciosamente entren 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. Esto se debe a que el motor funciona a temperaturas altas o bajas, o en condiciones normales de funcionamiento, ya sea en terreno llano o en un entorno de alta temperatura. Actualmente, la chimenea opera dentro de un rango fijo predeterminado, lo que no permite dicha optimización en función del entorno”.
Expertos del Laboratorio Fraunhofer presentarán sus métodos de investigación en la exposición Silberhummel, que tendrá lugar en la Feria de Hannover del 20 al 24 de abril de 2020. Silberhummel se basa en un coche de carreras diseñado por Auto Union en la década de 1940. Los desarrolladores del Instituto Fraunhofer IWU han utilizado nuevos métodos de fabricación para reconstruir el vehículo y crear prototipos de tecnología moderna. Su objetivo es equipar a Silberhummel con un motor eléctrico basado en tecnología avanzada de pila de combustible. Esta tecnología se ha proyectado digitalmente en la Feria de Hannover.
La carrocería del Silberhummel es un ejemplo de las soluciones de fabricación innovadoras y los procesos de moldeo desarrollados por Fraunhofer IWU. Sin embargo, aquí el enfoque está en la fabricación de bajo costo en lotes pequeños. Los paneles de la carrocería del Silberhummel no se forman con grandes máquinas de estampado, que implican 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 el guardabarros, el capó o el lateral del tranvía, este método permite producir las piezas necesarias más rápidamente. Por ejemplo, la fabricación convencional de las herramientas utilizadas para fabricar las piezas de la carrocería puede llevar varios meses. Nosotros necesitamos menos de una semana desde la fabricación del molde de madera hasta la prueba del panel terminado", afirmó Scheffler.
Fecha de publicación: 24 de septiembre de 2020