W Instytucie Fraunhofera ds. Technologii Obrabiarek i Formowania IWU naukowcy opracowują zaawansowane technologie produkcji silników ogniw paliwowych, aby ułatwić szybką, ekonomiczną produkcję masową. W tym celu naukowcy z IWU początkowo skupili się bezpośrednio na sercu tych silników i badali metody wytwarzania płyt bipolarnych z cienkich folii metalowych. Na targach Hannover Messe Fraunhofer IWU zaprezentuje te i inne obiecujące działania badawcze dotyczące silników ogniw paliwowych z Silberhummel Racing.
Jeśli chodzi o zasilanie silników elektrycznych, ogniwa paliwowe są idealnym sposobem na uzupełnienie akumulatorów w celu zwiększenia zasięgu jazdy. Jednak produkcja ogniw paliwowych jest nadal kosztownym procesem, więc na rynku niemieckim jest nadal bardzo niewiele modeli wykorzystujących tę technologię napędową. Teraz naukowcy Fraunhofer IWU pracują nad bardziej opłacalnym rozwiązaniem: „Stosujemy holistyczne podejście do badania wszystkich komponentów silnika ogniw paliwowych. Pierwszą rzeczą do zrobienia jest dostarczenie wodoru, co wpływa na wybór materiałów. Jest on bezpośrednio zaangażowany w generowanie energii z ogniwa paliwowego i rozciąga się na samo ogniwo paliwowe oraz regulację temperatury całego pojazdu”. Wyjaśnił kierownik projektu Chemnitz Fraunhofer IWU, Sören Scheffler.
W pierwszym kroku badacze skupili się na sercu każdego silnika ogniw paliwowych: „stosie ogniw paliwowych”. To właśnie tam wytwarzana jest energia w wielu ułożonych w stos bateriach składających się z płyt bipolarnych i membran elektrolitycznych.
Scheffler powiedział: „Badamy, jak zastąpić tradycyjne grafitowe płytki bipolarne cienkimi metalowymi foliami. Umożliwi to masową produkcję stosów szybko i ekonomicznie oraz znacznie zwiększy produktywność”. Naukowcy są również zaangażowani w zapewnienie jakości. Sprawdzają każdy komponent w stosie bezpośrednio w trakcie procesu produkcyjnego. Ma to na celu zapewnienie, że tylko w pełni sprawdzone części mogą zostać wprowadzone do stosu.
Jednocześnie Fraunhofer IWU ma na celu poprawę zdolności komina do adaptacji do środowiska i warunków jazdy. Scheffler wyjaśnił: „Nasza hipoteza jest taka, że za pomocą AI dynamiczne dostosowywanie zmiennych środowiskowych może oszczędzać wodór. Niezależnie od tego, czy silnik jest używany w wysokich czy niskich temperaturach, czy też na równinie lub w środowisku o wysokiej temperaturze, będzie inaczej. Obecnie komin działa w ustalonym z góry zakresie roboczym, który nie pozwala na taką zależną od środowiska optymalizację”.
Eksperci z Fraunhofer Laboratory zaprezentują swoje metody badawcze na wystawie Silberhummel na Hannover Messe od 20 do 24 kwietnia 2020 r. Silberhummel jest oparty na samochodzie wyścigowym zaprojektowanym przez Auto Union w latach 40. XX wieku. Deweloperzy Fraunhofer IWU zastosowali teraz nowe metody produkcji, aby zrekonstruować pojazd i stworzyć nowoczesne demonstratory technologii. Ich celem jest wyposażenie Silberhummel w silnik elektryczny oparty na zaawansowanej technologii ogniw paliwowych. Technologia ta została zaprezentowana cyfrowo na Hannover Messe.
Nadwozie Silberhummel samo w sobie jest również przykładem innowacyjnych rozwiązań produkcyjnych i procesów formowania, które zostały dalej rozwinięte przez Fraunhofer IWU. Jednak tutaj nacisk położony jest na niskokosztową produkcję w małych partiach. Panele nadwozia Silberhummel nie są formowane przez duże maszyny do tłoczenia, które wymagają skomplikowanych operacji narzędzi ze staliwa. Zamiast tego używana jest żeńska forma wykonana z drewna, która jest łatwa w obróbce. Obrabiarka zaprojektowana w tym celu wykorzystuje specjalny trzpień do stopniowego dociskania panelu nadwozia do drewnianej formy. Eksperci nazywają tę metodę „kształtowaniem przyrostowym”. „W porównaniu z tradycyjną metodą, niezależnie od tego, czy chodzi o błotnik, maskę czy bok tramwaju, ta metoda pozwala szybciej produkować wymagane części. Na przykład konwencjonalna produkcja narzędzi używanych do produkcji części nadwozia może zająć kilka miesięcy. Potrzebujemy mniej niż tydzień od wyprodukowania drewnianej formy do przetestowania gotowego panelu” — powiedział Scheffler.
Czas publikacji: 24-09-2020