No Instituto Fraunhofer de Tecnologia de Máquinas-Ferramentas e Moldagem (IWU), pesquisadores estão desenvolvendo tecnologias avançadas para a fabricação de motores de célula de combustível, a fim de facilitar a produção em massa rápida e econômica. Para isso, os pesquisadores do IWU se concentraram inicialmente no núcleo desses motores e estão estudando métodos para a fabricação de 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 a Silberhummel Racing.
Quando se trata de alimentar motores elétricos, as células de combustível são uma forma ideal de complementar as baterias e aumentar a autonomia. No entanto, a fabricação de células de combustível ainda é um processo dispendioso, pelo que ainda existem poucos modelos que utilizam esta tecnologia de propulsão no mercado alemão. Agora, os investigadores da Fraunhofer IWU estão a trabalhar numa solução mais económica: "Utilizamos uma abordagem holística para estudar todos os componentes de um motor de célula de combustível. A primeira coisa a fazer é fornecer hidrogénio, o que influencia a escolha dos materiais. Ele está diretamente envolvido na geração de energia da célula de combustível e estende-se à própria célula de combustível e à regulação da temperatura de todo o veículo", explicou Sören Scheffler, gestor de projetos da Fraunhofer IWU em Chemnitz.
Na primeira etapa, os pesquisadores se concentraram no coração de qualquer motor de célula de combustível: a "pilha de células de combustível". É lá que a energia é gerada em muitas baterias empilhadas, compostas de placas bipolares e membranas eletrolíticas.
Scheffler afirmou: "Estamos investigando como substituir as tradicionais placas bipolares de grafite por finas folhas metálicas. Isso permitirá a produção em massa de pilhas de forma rápida e econômica, aumentando significativamente a produtividade." Os pesquisadores também estão comprometidos com a garantia da qualidade. Cada componente da pilha é verificado diretamente durante o processo de fabricação. Isso garante que apenas peças totalmente inspecionadas possam entrar na pilha.
Ao mesmo tempo, o Fraunhofer IWU visa aprimorar a capacidade da chaminé de se adaptar ao ambiente e às condições de condução. Scheffler explicou: “Nossa hipótese é que, com a ajuda da IA, o ajuste dinâmico das variáveis ambientais pode economizar hidrogênio. Seja usando o motor em altas ou baixas temperaturas, seja usando o motor em condições normais ou em um ambiente de alta temperatura, a situação será diferente. Atualmente, a chaminé opera dentro de uma faixa operacional fixa predeterminada, o que não permite essa otimização dependente do ambiente.”
Especialistas do Laboratório Fraunhofer apresentarão seus métodos de pesquisa na 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 na década de 1940. Os desenvolvedores do Fraunhofer IWU utilizaram novos métodos de fabricação para reconstruir o veículo e criar modernos demonstradores de tecnologia. O objetivo é equipar o Silberhummel com um motor elétrico baseado em tecnologia avançada de células de combustível. Essa tecnologia foi projetada digitalmente na Feira de Hannover.
A própria carroceria da Silberhummel também é um exemplo de soluções inovadoras de fabricação e processos de moldagem desenvolvidos pela Fraunhofer IWU. No entanto, o foco aqui é a fabricação de baixo custo em pequenos lotes. Os painéis da carroceria da Silberhummel não são moldados por grandes máquinas de estampagem, que envolvem operações complexas com ferramentas de aço fundido. Em vez disso, utiliza-se um molde fêmea de madeira, de fácil processamento. Uma máquina-ferramenta projetada para esse fim utiliza um mandril especial para pressionar o painel da carroceria gradualmente sobre o molde de madeira. Especialistas chamam esse método de "moldagem incremental". "Comparado ao método tradicional, seja o para-lama, o capô ou a lateral do bonde, este método permite produzir as peças necessárias mais rapidamente. Por exemplo, a fabricação convencional de ferramentas usadas para fabricar peças da carroceria pode levar vários meses. Precisamos de menos de uma semana entre a fabricação do molde de madeira e o teste do painel acabado", disse Scheffler.
Horário da publicação: 24 de setembro de 2020