ईंधन कोशिकाओं के लिए पतली धातु की पन्नी से बनी नई द्विध्रुवीय प्लेटें

फ्रॉनहोफर इंस्टीट्यूट फॉर मशीन टूल्स एंड फॉर्मिंग टेक्नोलॉजी IWU में, शोधकर्ता ईंधन सेल इंजन के निर्माण के लिए उन्नत तकनीक विकसित कर रहे हैं, जिसका उद्देश्य उनके तेज़ और लागत-प्रभावी सीरियल उत्पादन को सुविधाजनक बनाना है। इस उद्देश्य से, IWU के शोधकर्ता शुरू में सीधे इन इंजनों के दिल पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं और पतली धातु की पन्नी से द्विध्रुवीय प्लेटों के निर्माण के तरीकों पर काम कर रहे हैं। हनोवर मेसे में, फ्रॉनहोफर IWU सिल्बरहुमेल रेस कार के साथ इन और अन्य आशाजनक ईंधन सेल इंजन अनुसंधान गतिविधियों का प्रदर्शन करेगा।

जब इलेक्ट्रिक इंजन में ऊर्जा प्रदान करने की बात आती है, तो ड्राइविंग रेंज बढ़ाने के लिए बैटरी को पूरक करने के लिए ईंधन सेल एक आदर्श तरीका है। हालाँकि, ईंधन सेल का निर्माण एक लागत-गहन प्रक्रिया बनी हुई है, इसलिए जर्मन बाजार में इस ड्राइव तकनीक वाले अपेक्षाकृत कम वाहन मॉडल अभी भी हैं। अब फ्राउनहोफर IWU के शोधकर्ता अधिक लागत प्रभावी समाधान पर काम कर रहे हैं: "हम एक समग्र दृष्टिकोण अपनाते हैं और ईंधन सेल इंजन में सभी घटकों को देखते हैं। यह हाइड्रोजन के प्रावधान से शुरू होता है, उन सामग्रियों की पसंद को प्रभावित करता है जो ईंधन कोशिकाओं में बिजली पैदा करने में सीधे शामिल होते हैं, और यह सेल में और पूरे वाहन में थर्मोरेग्यूलेशन तक फैलता है, "चेमनिट्ज़ में फ्राउनहोफर IWU के प्रोजेक्ट मैनेजर सोरेन शेफ़लर बताते हैं।

पहले चरण के रूप में, शोधकर्ता किसी भी ईंधन सेल इंजन के हृदय पर ध्यान केंद्रित करते हैं: "स्टैक।" यह वह स्थान है जहाँ द्विध्रुवीय प्लेटों और इलेक्ट्रोलाइट झिल्लियों से बनी कई स्टैक्ड कोशिकाओं में ऊर्जा उत्पन्न होती है।

शेफ़लर कहते हैं, "हम इस बात पर शोध कर रहे हैं कि हम पारंपरिक ग्रेफाइट बाइपोलर प्लेटों को पतली धातु की पन्नी से कैसे बदल सकते हैं। इससे स्टैक को बड़े पैमाने पर जल्दी और किफायती तरीके से निर्मित किया जा सकेगा और उत्पादकता में उल्लेखनीय वृद्धि होगी।" शोधकर्ता गुणवत्ता आश्वासन पर भी ध्यान केंद्रित कर रहे हैं। स्टैक में प्रत्येक घटक का निर्माण प्रक्रिया में सीधे निरीक्षण किया जाता है। इसका उद्देश्य यह सुनिश्चित करना है कि केवल वे हिस्से ही स्टैक में शामिल किए जाएँ जिनकी पूरी तरह से जाँच की गई हो।

इसके समानांतर, फ्राउनहोफर IWU का लक्ष्य पर्यावरण और ड्राइविंग स्थिति के अनुकूल होने के लिए स्टैक की क्षमता में सुधार करना है। शेफ़लर बताते हैं, "हमारी परिकल्पना यह है कि पर्यावरणीय चरों के साथ गतिशील रूप से समायोजन करना - जिसमें AI की भी सहायता ली जाती है - हाइड्रोजन को बचाने में मदद कर सकता है। इससे फर्क पड़ता है कि इंजन का उपयोग उच्च या निम्न बाहरी तापमान पर किया जाता है, या इसका उपयोग मैदानों या पहाड़ों पर किया जाता है। वर्तमान में, स्टैक एक पूर्वनिर्धारित, निश्चित ऑपरेटिंग रेंज में काम करते हैं जो इस तरह के पर्यावरण-निर्भर अनुकूलन की अनुमति नहीं देता है।"

फ्राउनहोफर विशेषज्ञ 20 से 24 अप्रैल, 2020 तक हनोवर मेसे में अपने सिल्बरहम्मेल प्रदर्शनी के साथ अपने शोध दृष्टिकोण का प्रदर्शन करेंगे। सिल्बरहम्मेल एक रेस कार पर आधारित है जिसे 1940 के दशक में ऑटो यूनियन एजी द्वारा डिजाइन किया गया था। फ्राउनहोफर IWU डेवलपर्स ने अब इस वाहन को फिर से बनाने और एक आधुनिक प्रौद्योगिकी प्रदर्शनकारी बनाने के लिए नई विनिर्माण विधियों का उपयोग किया है। उनका उद्देश्य सिल्बरहम्मेल को उन्नत ईंधन सेल प्रौद्योगिकी पर आधारित इलेक्ट्रिक इंजन से सुसज्जित करना है। यह तकनीक पहले से ही हनोवर मेसे में वाहन में डिजिटल रूप से प्रक्षेपित की जाएगी।

सिल्बरहम्मेल बॉडी खुद भी अभिनव विनिर्माण समाधानों और निर्माण प्रक्रियाओं का एक उदाहरण है जिसे फ्राउनहोफर IWU में और विकसित किया जा रहा है। हालांकि, यहां फोकस छोटे बैच साइज के लागत प्रभावी निर्माण पर है। सिल्बरहम्मेल के बॉडी पैनल को कास्ट स्टील टूल्स के साथ जटिल संचालन वाले बड़े प्रेस के साथ नहीं बनाया गया था। इसके बजाय, आसानी से मशीनीकृत लकड़ी से बने नेगेटिव मोल्ड का इस्तेमाल किया गया था। इस उद्देश्य के लिए डिज़ाइन किए गए एक मशीन टूल ने एक विशेष मैंड्रेल का उपयोग करके बॉडी पैनल को लकड़ी के साँचे पर थोड़ा-थोड़ा करके दबाया। विशेषज्ञ इस विधि को "वृद्धिशील निर्माण" कहते हैं। "इसके परिणामस्वरूप पारंपरिक विधि की तुलना में वांछित घटकों का बहुत तेज़ निर्माण होता है - चाहे फ़ेंडर, हुड या यहाँ तक कि ट्राम के साइड सेक्शन हों। उदाहरण के लिए, बॉडी पार्ट्स बनाने के लिए उपयोग किए जाने वाले उपकरणों के पारंपरिक निर्माण में कई महीने लग सकते हैं। हमें अपने परीक्षणों के लिए एक सप्ताह से भी कम समय लगा - लकड़ी के साँचे के निर्माण से लेकर तैयार पैनल तक," शेफ़लर कहते हैं।

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