Aan het Fraunhofer Instituut voor Gereedschapsmachines en Vormtechnologie (IWU) ontwikkelen onderzoekers geavanceerde technologie voor de productie van brandstofcelmotoren, met als doel een snelle en kosteneffectieve serieproductie mogelijk te maken. De onderzoekers van IWU richten zich in eerste instantie direct op de kern van deze motoren en werken aan methoden om bipolaire platen te produceren uit dunne metaalfolies. Op de Hannover Messe presenteert Fraunhofer IWU deze en andere veelbelovende onderzoeksactiviteiten op het gebied van brandstofcelmotoren met de Silberhummel-racewagen.
Brandstofcellen zijn een ideale aanvulling op batterijen voor de energievoorziening van elektromotoren en vergroten zo de actieradius. De productie van brandstofcellen blijft echter een kostenintensief proces, waardoor er nog relatief weinig automodellen met deze aandrijftechnologie op de Duitse markt zijn. Nu werken de onderzoekers van Fraunhofer IWU aan een kosteneffectievere oplossing: "We hanteren een holistische benadering en kijken naar alle componenten van een brandstofcelmotor. Het begint met de waterstofvoorziening, beïnvloedt de materiaalkeuze die direct betrokken is bij de elektriciteitsopwekking in brandstofcellen, en strekt zich uit tot de thermoregulatie in de cel zelf en in het voertuig als geheel", legt Sören Scheffler, projectmanager bij Fraunhofer IWU in Chemnitz, uit.
Als eerste stap richten de onderzoekers zich op het hart van elke brandstofcelmotor: de 'stack'. Dit is waar energie wordt opgewekt in een aantal gestapelde cellen, bestaande uit bipolaire platen en elektrolytmembranen.
"We onderzoeken hoe we conventionele bipolaire grafietplaten kunnen vervangen door dunne metaalfolies. Dit zou het mogelijk maken om stapels snel en voordelig op grote schaal te produceren en de productiviteit aanzienlijk te verhogen", aldus Scheffler. De onderzoekers richten zich ook op kwaliteitsborging. Elk onderdeel in de stapels wordt direct tijdens het productieproces geïnspecteerd. Dit moet ervoor zorgen dat alleen volledig onderzochte onderdelen in een stapel terechtkomen.
Tegelijkertijd streeft Fraunhofer IWU ernaar de aanpassing van stacks aan de omgeving en de rijsituatie te verbeteren. Scheffler legt uit: "Onze hypothese is dat dynamische aanpassing aan omgevingsvariabelen – ook ondersteund door AI – kan helpen waterstof te besparen. Het maakt verschil of een motor wordt gebruikt bij hoge of lage buitentemperaturen, of op vlakke wegen of in de bergen. Momenteel werken stacks in een vooraf gedefinieerd, vast werkingsgebied dat dit soort omgevingsafhankelijke optimalisatie niet toelaat."
De Fraunhofer-experts demonstreren hun onderzoeksaanpak met hun Silberhummel-tentoonstelling op de Hannover Messe, van 20 tot en met 24 april 2020. De Silberhummel is gebaseerd op een raceauto die in de jaren 40 door Auto Union AG werd ontworpen. De ontwikkelaars van Fraunhofer IWU hebben nu nieuwe productiemethoden gebruikt om dit voertuig te reconstrueren en een moderne technologiedemonstrator te creëren. Hun doel is om de Silberhummel uit te rusten met een elektromotor op basis van geavanceerde brandstofceltechnologie. Deze technologie zal al digitaal in het voertuig worden geprojecteerd op de Hannover Messe.
De carrosserie van de Silberhummel zelf is ook een voorbeeld van de innovatieve productieoplossingen en vormprocessen die verder worden ontwikkeld bij Fraunhofer IWU. Hier ligt de focus echter op de kosteneffectieve productie van kleine series. Het carrosseriepaneel van de Silberhummel werd niet gevormd met grote persen met complexe bewerkingen met gietstalen gereedschappen. In plaats daarvan werden negatieve mallen van gemakkelijk te bewerken hout gebruikt. Een speciaal hiervoor ontworpen machine perste het carrosseriepaneel stukje bij beetje op de houten mal met behulp van een speciale doorn. Experts noemen deze methode 'incrementeel vormen'. "Het resulteert in een veel snellere productie van de gewenste componenten dan met de conventionele methode - of het nu gaat om spatborden, motorkappen of zelfs zijdelen van trams. De conventionele productie van de gereedschappen die worden gebruikt om carrosseriedelen te vormen, kan bijvoorbeeld enkele maanden duren. We hadden iets minder dan een week nodig voor onze tests - van de productie van de houten mal tot het voltooide paneel", aldus Scheffler.
U kunt erop vertrouwen dat onze redacteuren alle feedback nauwlettend in de gaten houden en passende maatregelen nemen. Uw mening is belangrijk voor ons.
Uw e-mailadres wordt alleen gebruikt om de ontvanger te laten weten wie de e-mail heeft verzonden. Uw adres, noch het adres van de ontvanger, wordt voor andere doeleinden gebruikt. De informatie die u invoert, verschijnt in uw e-mailbericht en wordt op geen enkele manier door Tech Xplore bewaard.
Deze site maakt gebruik van cookies om de navigatie te vergemakkelijken, uw gebruik van onze diensten te analyseren en content van derden aan te bieden. Door onze site te gebruiken, bevestigt u dat u ons privacybeleid en onze gebruiksvoorwaarden hebt gelezen en begrepen.
Geplaatst op: 5 mei 2020