صفحات دوقطبی جدید از فویل‌های فلزی نازک برای پیل‌های سوختی

در موسسه ماشین ابزار و فناوری شکل‌دهی فرانهوفر (IWU)، محققان در حال توسعه فناوری پیشرفته‌ای برای ساخت موتورهای پیل سوختی با هدف تسهیل تولید سریالی سریع و مقرون‌به‌صرفه آنها هستند. برای این منظور، محققان IWU در ابتدا مستقیماً بر قلب این موتورها تمرکز می‌کنند و در حال کار بر روی روش‌هایی برای ساخت صفحات دوقطبی از فویل‌های فلزی نازک هستند. در نمایشگاه هانوفر، فرانهوفر IWU این فعالیت‌ها و سایر فعالیت‌های تحقیقاتی امیدوارکننده موتور پیل سوختی را با ماشین مسابقه‌ای سیلبرهامِل به نمایش خواهد گذاشت.

وقتی صحبت از تأمین انرژی در موتورهای الکتریکی می‌شود، پیل‌های سوختی روشی ایده‌آل برای تکمیل باتری‌ها جهت افزایش برد رانندگی هستند. با این حال، تولید پیل‌های سوختی همچنان یک فرآیند پرهزینه است، بنابراین هنوز مدل‌های نسبتاً کمی از خودرو با این فناوری محرکه در بازار آلمان وجود دارد. اکنون محققان Fraunhofer IWU در حال کار بر روی یک راه‌حل مقرون‌به‌صرفه‌تر هستند: سورن شفلر، مدیر پروژه Fraunhofer IWU در کمنیتس، توضیح می‌دهد: «ما یک رویکرد جامع اتخاذ می‌کنیم و تمام اجزای یک موتور پیل سوختی را بررسی می‌کنیم. این رویکرد با تأمین هیدروژن شروع می‌شود، بر انتخاب موادی که مستقیماً در تولید برق در پیل‌های سوختی دخیل هستند تأثیر می‌گذارد و تا تنظیم دما در خود سلول و در کل خودرو گسترش می‌یابد.»

در گام اول، محققان بر قلب هر موتور پیل سوختی تمرکز می‌کنند: «توده». این جایی است که انرژی در تعدادی از سلول‌های انباشته‌شده که از صفحات دوقطبی و غشاهای الکترولیتی تشکیل شده‌اند، تولید می‌شود.

شفلر می‌گوید: «ما در حال تحقیق در مورد چگونگی جایگزینی صفحات دوقطبی گرافیتی مرسوم با فویل‌های فلزی نازک هستیم. این امر امکان تولید سریع و اقتصادی پشته‌ها را در مقیاس بزرگ فراهم می‌کند و بهره‌وری را به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهد.» محققان همچنین بر تضمین کیفیت تمرکز دارند. هر جزء در پشته‌ها مستقیماً در فرآیند تولید بررسی می‌شود. این کار برای اطمینان از این است که فقط قطعاتی که به طور کامل بررسی شده‌اند، وارد پشته شوند.

به موازات آن، Fraunhofer IWU قصد دارد توانایی دودکش‌ها را برای سازگاری با محیط و شرایط رانندگی بهبود بخشد. شفلر توضیح می‌دهد: «فرضیه ما این است که تنظیم پویا با متغیرهای محیطی - که با هوش مصنوعی نیز پشتیبانی می‌شود - می‌تواند به صرفه‌جویی در هیدروژن کمک کند. اینکه موتور در دمای بالا یا پایین بیرون استفاده شود، یا اینکه در دشت‌ها یا کوهستان استفاده شود، تفاوت ایجاد می‌کند. در حال حاضر، دودکش‌ها در یک محدوده عملیاتی از پیش تعریف شده و ثابت کار می‌کنند که امکان این نوع بهینه‌سازی وابسته به محیط را فراهم نمی‌کند.»

کارشناسان فرانهوفر رویکرد تحقیقاتی خود را با نمایشگاه سیلبرهومل در هانوفر مسه از 20 تا 24 آوریل 2020 به نمایش خواهند گذاشت. سیلبرهومل بر اساس یک ماشین مسابقه‌ای ساخته شده است که توسط Auto Union AG در دهه 1940 طراحی شده بود. توسعه‌دهندگان فرانهوفر IWU اکنون از روش‌های جدید تولید برای بازسازی این وسیله نقلیه و ایجاد یک نمونه نمایشی از فناوری مدرن استفاده کرده‌اند. هدف آنها تجهیز سیلبرهومل به یک موتور الکتریکی مبتنی بر فناوری پیشرفته پیل سوختی است. این فناوری در حال حاضر به صورت دیجیتالی در نمایشگاه هانوفر مسه در خودرو نمایش داده خواهد شد.

بدنه سیلبرهومل نیز نمونه‌ای از راه‌حل‌های نوآورانه تولید و فرآیندهای شکل‌دهی است که در Fraunhofer IWU بیشتر توسعه داده می‌شود. با این حال، در اینجا تمرکز بر تولید مقرون‌به‌صرفه در اندازه‌های کوچک است. پنل بدنه سیلبرهومل با پرس‌های بزرگ که شامل عملیات پیچیده با ابزارهای فولادی ریخته‌گری هستند، شکل داده نشده است. در عوض، از قالب‌های منفی ساخته شده از چوب با قابلیت ماشینکاری آسان استفاده شده است. یک ابزار ماشینی که برای این منظور طراحی شده است، پنل بدنه را با استفاده از یک مندرل مخصوص، ذره ذره بر روی قالب چوبی فشار می‌دهد. کارشناسان این روش را "شکل‌دهی تدریجی" می‌نامند. شفلر می‌گوید: "این روش منجر به ایجاد بسیار سریع‌تر اجزای مورد نظر نسبت به روش مرسوم می‌شود - چه گلگیرها، کاپوت‌ها یا حتی بخش‌های جانبی تراموا. به عنوان مثال، ساخت مرسوم ابزارهای مورد استفاده برای شکل‌دهی قطعات بدنه می‌تواند چندین ماه طول بکشد. ما برای آزمایش‌های خود - از ساخت قالب چوبی تا پنل نهایی - به کمتر از یک هفته زمان نیاز داشتیم."

می‌توانید مطمئن باشید که ویراستاران ما تک تک بازخوردهای ارسالی را از نزدیک رصد می‌کنند و اقدامات لازم را انجام خواهند داد. نظرات شما برای ما مهم است.

آدرس ایمیل شما فقط برای اطلاع گیرنده از فرستنده ایمیل استفاده می‌شود. نه آدرس شما و نه آدرس گیرنده برای هیچ هدف دیگری استفاده نخواهد شد. اطلاعاتی که وارد می‌کنید در پیام ایمیل شما نمایش داده می‌شود و به هیچ وجه توسط Tech Xplore نگهداری نمی‌شود.

این سایت از کوکی‌ها برای کمک به پیمایش، تجزیه و تحلیل استفاده شما از خدمات ما و ارائه محتوا از اشخاص ثالث استفاده می‌کند. با استفاده از سایت ما، شما تأیید می‌کنید که سیاست حفظ حریم خصوصی و شرایط استفاده ما را خوانده و متوجه شده‌اید.