Bij het Fraunhofer Instituut voor Werktuigbouwkunde en Vormgevingstechnologie IWU ontwikkelen onderzoekers geavanceerde technologie voor de productie van brandstofcelmotoren, met als doel een snelle en kostenefficiënte serieproductie mogelijk te maken. De IWU-onderzoekers richten zich in eerste instantie op het hart van deze motoren en werken aan methoden om bipolaire platen te vervaardigen uit dunne metaalfolies. Op de Hannover Messe presenteert Fraunhofer IWU deze en andere veelbelovende onderzoeksactiviteiten op het gebied van brandstofcelmotoren met de Silberhummel-raceauto.
Als het gaat om de energievoorziening van elektrische motoren, zijn brandstofcellen een ideale manier om accu's aan te vullen en de actieradius te vergroten. De productie van brandstofcellen blijft echter een kostbaar proces, waardoor er in Duitsland nog relatief weinig voertuigen met deze aandrijftechnologie verkrijgbaar zijn. Onderzoekers van Fraunhofer IWU werken nu aan een kosteneffectievere oplossing: "We hanteren een holistische benadering en bekijken alle componenten van een brandstofcelmotor. Dat begint met de waterstofvoorziening, beïnvloedt de materiaalkeuze voor de elektriciteitsopwekking in de 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 de plek waar energie wordt opgewekt in een aantal op elkaar gestapelde cellen die bestaan uit bipolaire platen en elektrolytmembranen.
“We onderzoeken hoe we conventionele grafietbipolaire platen kunnen vervangen door dunne metaalfolies. Dit zou de productie van stacks snel en economisch op grote schaal mogelijk maken en de productiviteit aanzienlijk verhogen”, aldus Scheffler. De onderzoekers richten zich ook op kwaliteitsborging. Elk onderdeel in de stacks wordt direct tijdens het productieproces geïnspecteerd. Dit moet ervoor zorgen dat alleen onderdelen die volledig zijn gecontroleerd in een stack terechtkomen.
Tegelijkertijd streeft Fraunhofer IWU ernaar het aanpassingsvermogen van stacks aan de omgeving en de rijsituatie te verbeteren. Scheffler legt uit: "Onze hypothese is dat dynamische aanpassing aan omgevingsvariabelen – mede dankzij AI – kan helpen waterstof te besparen. Het maakt een verschil of een motor wordt gebruikt bij hoge of lage buitentemperaturen, of op vlaktes of in de bergen. Momenteel werken stacks binnen een vooraf gedefinieerd, vast werkingsbereik dat dit soort omgevingsafhankelijke optimalisatie niet toelaat."
De experts van Fraunhofer 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 werd ontworpen door Auto Union AG. 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 elektrische motor op basis van geavanceerde brandstofceltechnologie. Deze technologie zal op de Hannover Messe al digitaal in het voertuig worden geprojecteerd.
De carrosserie van de Silberhummel zelf is ook een voorbeeld van de innovatieve productiemethoden en vormprocessen die bij Fraunhofer IWU verder worden ontwikkeld. Hier ligt de focus echter op de kostenefficiënte productie van kleine series. Het carrosseriepaneel van de Silberhummel werd niet gevormd met grote persen die complexe bewerkingen met gegoten stalen gereedschappen vereisen. In plaats daarvan werden negatieve mallen van gemakkelijk te bewerken hout gebruikt. Een speciaal daarvoor ontworpen machine perste het carrosseriepaneel stukje voor stukje 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 onderdelen dan met de conventionele methode – of het nu gaat om spatborden, motorkappen of zelfs zijpanelen van trams. De conventionele productie van de gereedschappen die nodig zijn om carrosseriedelen te vormen, kan bijvoorbeeld meerdere maanden duren. Wij hadden iets minder dan een week nodig voor onze tests – van de productie van de houten mal tot het afgewerkte paneel", aldus Scheffler.
U kunt erop vertrouwen dat onze redactie alle ontvangen feedback nauwlettend in de gaten houdt en passende maatregelen neemt. Uw mening is belangrijk voor ons.
Uw e-mailadres wordt alleen gebruikt om de ontvanger te laten weten wie de e-mail heeft verzonden. Noch 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 door Tech Xplore op geen enkele wijze bewaard.
Deze website gebruikt cookies om de navigatie te vergemakkelijken, uw gebruik van onze diensten te analyseren en content van derden te leveren. Door onze website te gebruiken, erkent u dat u ons privacybeleid en onze gebruiksvoorwaarden hebt gelezen en begrepen.
Geplaatst op: 5 mei 2020