סוג חדש של לוחית דו קוטבית עשויה מרדיד מתכת דק של תא דלק

במכון פראונהופר לטכנולוגיית מכונות ויציקה ב-IWU, חוקרים מפתחים טכנולוגיות מתקדמות לייצור מנועי תאי דלק כדי לאפשר ייצור המוני מהיר וחסכוני. לשם כך, חוקרי IWU התמקדו בתחילה ישירות בלב המנועים הללו וחוקרים שיטות לייצור לוחות דו-קוטביים מרדידות מתכת דקות. בתערוכת האנובר מסה, פראונהופר IWU תציג פעילויות מחקר מבטיחות אלו ואחרות בתחום מנועי תאי דלק, יחד עם Silberhummel Racing.
כשמדובר בהנעת מנועים חשמליים, תאי דלק הם דרך אידיאלית להשלמת סוללות כדי להגדיל את טווח הנסיעה. עם זאת, ייצור תאי דלק עדיין הוא תהליך יקר, ולכן עדיין ישנם מעט מאוד דגמים המשתמשים בטכנולוגיית הנעה זו בשוק הגרמני. כעת חוקרי Fraunhofer IWU עובדים על פתרון חסכוני יותר: "אנו משתמשים בגישה הוליסטית כדי לחקור את כל הרכיבים במנוע תא דלק. הדבר הראשון שיש לעשות הוא לספק מימן, המשפיע על בחירת החומרים. הוא מעורב ישירות בייצור חשמל מתאי דלק ומשתרעת על תא הדלק עצמו ועל ויסות הטמפרטורה של הרכב כולו", הסביר מנהל הפרויקט של Fraunhofer IWU בקמניץ, סורן שפלר.
בשלב הראשון, החוקרים התמקדו בלב כל מנוע תא דלק: "ערימת תאי הדלק". זהו המקום שבו נוצרת אנרגיה בסוללות רבות המורכבות מלוחות דו-קוטביים וממברנות אלקטרוליטים.
שפלר אמר: "אנו חוקרים כיצד להחליף את הלוחות הדו-קוטביים המסורתיים העשויים גרפיט ברדידים מתכתיים דקים. זה יאפשר ייצור המוני של ערימות במהירות ובחסכוניות ולהגדיל משמעותית את הפרודוקטיביות." החוקרים מחויבים גם לאבטחת איכות. הם בודקים כל רכיב בערימה ישירות במהלך תהליך הייצור. זאת על מנת להבטיח שרק חלקים שנבדקו במלואם יוכלו להיכנס לערימה.
במקביל, Fraunhofer IWU שואפת לשפר את יכולת הארובה להסתגל לסביבה ולתנאי הנהיגה. שפלר הסביר: "ההשערה שלנו היא שבעזרת בינה מלאכותית, התאמה דינמית של משתני סביבה יכולה לחסוך במימן. בין אם מדובר בשימוש במנוע בטמפרטורות גבוהות או נמוכות, או שימוש במנוע בשטח או בסביבה עם טמפרטורה גבוהה, זה יהיה שונה. נכון לעכשיו, הערימה פועלת בטווח פעולה קבוע מראש, שאינו מאפשר אופטימיזציה תלוית סביבה כזו."
מומחים ממעבדת פראונהופר יציגו את שיטות המחקר שלהם בתערוכת זילברהומל בתערוכת האנובר מסה בין התאריכים 20-24 באפריל 2020. זילברהומל מבוססת על מכונית מרוץ שעוצבה על ידי אוטו יוניון בשנות ה-40. מפתחי Fraunhofer IWU השתמשו כעת בשיטות ייצור חדשות כדי לשחזר את הרכב וליצור דגמי טכנולוגיה מודרניים. מטרתם היא לצייד את זילברהומל במנוע חשמלי המבוסס על טכנולוגיית תאי דלק מתקדמת. טכנולוגיה זו הוקרנה דיגיטלית בתערוכת האנובר מסה.
גוף Silberhummel עצמו הוא גם דוגמה לפתרונות ייצור חדשניים ותהליכי יציקה שפותחו עוד על ידי Fraunhofer IWU. עם זאת, המוקד כאן הוא ייצור בעלות נמוכה במנות קטנות. לוחות הגוף של Silberhummel אינם נוצרים על ידי מכונות הטבעה גדולות, הכרוכות בפעולות מורכבות של כלי פלדה יצוקה. במקום זאת, נעשה שימוש בתבנית נקבה העשויה עץ שקל לעבד. כלי מכונה שתוכנן למטרה זו משתמש במנדריל מיוחד כדי ללחוץ את לוח הגוף בהדרגה על תבנית העץ. מומחים מכנים שיטה זו "עיצוב הדרגתי". "בהשוואה לשיטה המסורתית, בין אם מדובר בכנף, במכסה המנוע או בצד החשמלית, שיטה זו יכולה לייצר את החלקים הנדרשים מהר יותר. לדוגמה, ייצור קונבנציונלי של כלים המשמשים לייצור חלקי גוף עשוי להימשך מספר חודשים. אנו זקוקים לפחות משבוע מייצור תבנית העץ ועד לבדיקת הפאנל המוגמר", אמר שפלר.