No Instituto Fraunhofer de Máquinas-Ferramentas e Tecnologia de Moldagem (IWU), pesquisadores estão desenvolvendo tecnologia avançada para a fabricação de motores de célula de combustível com o objetivo de facilitar sua produção em série de forma rápida e econômica. Para isso, os pesquisadores do IWU estão inicialmente se concentrando diretamente no núcleo desses motores e trabalhando em maneiras de fabricar placas bipolares a partir de finas folhas metálicas. Na Feira de Hannover, o Fraunhofer IWU apresentará essas e outras atividades promissoras de pesquisa em motores de célula de combustível com o carro de corrida Silberhummel.
Quando se trata de fornecer energia em motores elétricos, as células de combustível são uma forma ideal de complementar as baterias para aumentar a autonomia. No entanto, a fabricação de células de combustível continua sendo um processo caro, portanto, ainda existem relativamente poucos modelos de veículos com essa tecnologia de propulsão no mercado alemão. Agora, os pesquisadores do Fraunhofer IWU estão trabalhando em uma solução mais econômica: "Adotamos uma abordagem holística e analisamos todos os componentes de um motor de célula de combustível. Começa com o fornecimento de hidrogênio, afeta a escolha dos materiais diretamente envolvidos na geração de eletricidade nas células de combustível e se estende à termorregulação na própria célula e no veículo como um todo", explica Sören Scheffler, gerente de projetos do Fraunhofer IWU em Chemnitz.
Como primeiro passo, os pesquisadores se concentram no coração de qualquer motor de célula de combustível: a "chama". É aqui que a energia é gerada em uma série de células empilhadas, compostas por placas bipolares e membranas eletrolíticas.
“Estamos pesquisando como podemos substituir as placas bipolares de grafite convencionais por finas folhas metálicas. Isso permitiria a fabricação rápida e econômica de pilhas em larga escala, aumentando significativamente a produtividade”, afirma Scheffler. Os pesquisadores também estão se concentrando na garantia da qualidade. Cada componente das pilhas é inspecionado diretamente no processo de fabricação. Isso visa garantir que apenas as peças que foram completamente examinadas cheguem à pilha.
Paralelamente, o Fraunhofer IWU visa aprimorar a capacidade das chaminés de se adaptarem ao ambiente e à situação de condução. Scheffler explica: “Nossa hipótese é que o ajuste dinâmico às variáveis ambientais — também auxiliado pela IA — pode ajudar a economizar hidrogênio. Faz diferença se um motor é usado em temperaturas externas altas ou baixas, ou se é usado em planícies ou montanhas. Atualmente, as chaminés operam em uma faixa operacional fixa e predefinida que não permite esse tipo de otimização dependente do ambiente.”
Os especialistas do Fraunhofer demonstrarão sua abordagem de pesquisa com a exposição Silberhummel na Feira de Hannover, de 20 a 24 de abril de 2020. O Silberhummel é baseado em um carro de corrida projetado pela Auto Union AG na década de 1940. Os desenvolvedores do Fraunhofer IWU utilizaram novos métodos de fabricação para reconstruir este veículo e criar um demonstrador de tecnologia moderno. O objetivo é equipar o Silberhummel com um motor elétrico baseado em tecnologia avançada de células de combustível. Essa tecnologia já será projetada digitalmente no veículo na Feira de Hannover.
A própria carroceria da Silberhummel também é um exemplo das soluções inovadoras de fabricação e dos processos de conformação que estão sendo desenvolvidos no Fraunhofer IWU. Aqui, no entanto, o foco está na fabricação econômica de pequenos lotes. O painel da carroceria da Silberhummel não foi conformado em grandes prensas que envolvem operações complexas com ferramentas de aço fundido. Em vez disso, foram utilizados moldes negativos feitos de madeira facilmente usinável. Uma máquina-ferramenta projetada para esse fim pressionou o painel da carroceria sobre o molde de madeira, pedaço por pedaço, usando um mandril especial. Especialistas chamam esse método de "conformação incremental". "Isso resulta em uma criação muito mais rápida dos componentes desejados do que com o método convencional — sejam para-lamas, capôs ou até mesmo seções laterais de bondes. A fabricação convencional das ferramentas usadas para conformar as peças da carroceria, por exemplo, pode levar vários meses. Precisávamos de pouco menos de uma semana para nossos testes — da fabricação do molde de madeira até o painel acabado", diz Scheffler.
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Horário da postagem: 05/05/2020