Presso il Fraunhofer Institute for Machine Tool and Molding Technology (IWU), i ricercatori stanno sviluppando tecnologie avanzate per la produzione di motori a celle a combustibile, al fine di facilitare una produzione di massa rapida ed economica. A tal fine, i ricercatori dell'IWU si sono inizialmente concentrati direttamente sul cuore di questi motori e stanno studiando metodi per realizzare piastre bipolari a partire da sottili lamine metalliche. Alla Fiera di Hannover, il Fraunhofer IWU presenterà queste e altre promettenti attività di ricerca sui motori a celle a combustibile in collaborazione con Silberhummel Racing.
Per quanto riguarda l'alimentazione di motori elettrici, le celle a combustibile rappresentano una soluzione ideale per integrare le batterie e aumentare l'autonomia. Tuttavia, la produzione di celle a combustibile è ancora un processo costoso, quindi sono ancora pochissimi i modelli che utilizzano questa tecnologia di propulsione sul mercato tedesco. Ora i ricercatori del Fraunhofer IWU stanno lavorando a una soluzione più economica: "Utilizziamo un approccio olistico per studiare tutti i componenti di un motore a celle a combustibile. La prima cosa da fare è fornire idrogeno, il che influenza la scelta dei materiali. È direttamente coinvolto nella generazione di energia delle celle a combustibile e si estende alla cella a combustibile stessa e alla regolazione della temperatura dell'intero veicolo", ha spiegato Sören Scheffler, responsabile del progetto Fraunhofer IWU di Chemnitz.
Nella prima fase, i ricercatori si sono concentrati sul cuore di qualsiasi motore a celle a combustibile: la "pila di celle a combustibile". È qui che l'energia viene generata in numerose batterie impilate, composte da piastre bipolari e membrane elettrolitiche.
Scheffler ha affermato: "Stiamo studiando come sostituire le tradizionali piastre bipolari in grafite con sottili lamine metalliche. Ciò consentirà la produzione in serie di stack in modo rapido ed economico, aumentando significativamente la produttività". I ricercatori sono inoltre impegnati nel controllo qualità. Ogni componente dello stack viene controllato direttamente durante il processo di produzione. Questo per garantire che solo componenti completamente ispezionati possano essere inseriti nello stack.
Allo stesso tempo, il Fraunhofer IWU mira a migliorare la capacità della ciminiera di adattarsi all'ambiente e alle condizioni di guida. Scheffler ha spiegato: "La nostra ipotesi è che, con l'aiuto dell'intelligenza artificiale, la regolazione dinamica delle variabili ambientali possa consentire di risparmiare idrogeno. Che si utilizzi il motore ad alte o basse temperature, o in pianura o in un ambiente ad alta temperatura, la situazione sarà diversa. Attualmente, la ciminiera opera entro un intervallo operativo fisso predeterminato, che non consente tale ottimizzazione dipendente dall'ambiente".
Gli esperti del Laboratorio Fraunhofer presenteranno i loro metodi di ricerca alla mostra Silberhummel, in programma alla Fiera di Hannover dal 20 al 24 aprile 2020. Silberhummel si basa su un'auto da corsa progettata dall'Auto Union negli anni '40. Gli sviluppatori del Laboratorio Fraunhofer hanno ora utilizzato nuovi metodi di produzione per ricostruire il veicolo e creare moderni dimostratori tecnologici. Il loro obiettivo è dotare Silberhummel di un motore elettrico basato sulla tecnologia avanzata delle celle a combustibile. Questa tecnologia è stata proiettata digitalmente alla Fiera di Hannover.
Anche la carrozzeria di Silberhummel è un esempio di soluzioni produttive innovative e processi di stampaggio ulteriormente sviluppati dal Fraunhofer IWU. Tuttavia, l'attenzione è rivolta alla produzione a basso costo in piccoli lotti. I pannelli della carrozzeria di Silberhummel non vengono formati da grandi macchine per stampaggio, che richiedono complesse operazioni con utensili in acciaio fuso. Viene invece utilizzato uno stampo femmina in legno, facile da lavorare. Una macchina utensile progettata appositamente utilizza un mandrino speciale per pressare gradualmente il pannello della carrozzeria sullo stampo di legno. Gli esperti chiamano questo metodo "sagomatura incrementale". "Rispetto al metodo tradizionale, che si tratti del parafango, del cofano o della fiancata del tram, questo metodo consente di produrre i componenti necessari più rapidamente. Ad esempio, la produzione convenzionale di utensili utilizzati per realizzare le parti della carrozzeria può richiedere diversi mesi. Noi impieghiamo meno di una settimana dalla produzione dello stampo in legno al collaudo del pannello finito", ha affermato Scheffler.
Data di pubblicazione: 24 settembre 2020