แผ่นขั้วคู่แบบใหม่ที่ผลิตจากฟอยล์โลหะบางสำหรับเซลล์เชื้อเพลิง

ที่สถาบัน Fraunhofer Institute for Machine Tools and Forming Technology IWU นักวิจัยกำลังพัฒนาเทคโนโลยีขั้นสูงสำหรับการผลิตเครื่องยนต์เซลล์เชื้อเพลิง โดยมีเป้าหมายเพื่ออำนวยความสะดวกในการผลิตจำนวนมากอย่างรวดเร็วและคุ้มค่า เพื่อบรรลุเป้าหมายนี้ นักวิจัยของ IWU จึงมุ่งเน้นไปที่ส่วนประกอบสำคัญของเครื่องยนต์เหล่านี้โดยตรง และกำลังหาวิธีการผลิตแผ่นขั้วคู่จากแผ่นโลหะบางๆ ที่งาน Hannover Messe สถาบัน Fraunhofer IWU จะจัดแสดงผลงานวิจัยด้านเครื่องยนต์เซลล์เชื้อเพลิงที่น่าสนใจเหล่านี้และผลงานอื่นๆ โดยใช้รถแข่ง Silberhummel เป็นตัวอย่าง

เมื่อพูดถึงการให้พลังงานในเครื่องยนต์ไฟฟ้า เซลล์เชื้อเพลิงเป็นวิธีที่เหมาะสมในการเสริมแบตเตอรี่เพื่อเพิ่มระยะทางการขับขี่ อย่างไรก็ตาม การผลิตเซลล์เชื้อเพลิงยังคงเป็นกระบวนการที่มีต้นทุนสูง ดังนั้นจึงยังมีรถยนต์รุ่นต่างๆ ที่ใช้เทคโนโลยีขับเคลื่อนนี้ในตลาดเยอรมันค่อนข้างน้อย ขณะนี้นักวิจัยที่ Fraunhofer IWU กำลังทำงานเพื่อหาวิธีแก้ปัญหาที่มีต้นทุนต่ำกว่า: “เราใช้วิธีการแบบองค์รวมและพิจารณาส่วนประกอบทั้งหมดในเครื่องยนต์เซลล์เชื้อเพลิง เริ่มต้นจากการจัดหาไฮโดรเจน ส่งผลต่อการเลือกวัสดุที่เกี่ยวข้องโดยตรงกับการผลิตไฟฟ้าในเซลล์เชื้อเพลิง และขยายไปถึงการควบคุมอุณหภูมิในเซลล์เองและในรถยนต์โดยรวม” Sören Scheffler ผู้จัดการโครงการที่ Fraunhofer IWU ในเมือง Chemnitz อธิบาย

ขั้นตอนแรก นักวิจัยมุ่งเน้นไปที่หัวใจสำคัญของเครื่องยนต์เซลล์เชื้อเพลิงทุกชนิด นั่นคือ "ชุดเซลล์" ซึ่งเป็นส่วนที่สร้างพลังงานจากเซลล์ที่เรียงซ้อนกันหลายชั้น โดยแต่ละชั้นประกอบด้วยแผ่นขั้วคู่และเยื่ออิเล็กโทรไลต์

“เรากำลังวิจัยหาวิธีทดแทนแผ่นขั้วไฟฟ้าแบบกราไฟต์ทั่วไปด้วยแผ่นฟอยล์โลหะบางๆ ซึ่งจะช่วยให้สามารถผลิตชุดขั้วไฟฟ้าได้อย่างรวดเร็วและประหยัดต้นทุนในปริมาณมาก และจะช่วยเพิ่มผลผลิตได้อย่างมาก” เชฟเฟลอร์กล่าว นักวิจัยยังให้ความสำคัญกับการประกันคุณภาพด้วย โดยชิ้นส่วนทุกชิ้นในชุดขั้วไฟฟ้าจะได้รับการตรวจสอบโดยตรงในกระบวนการผลิต เพื่อให้มั่นใจว่าเฉพาะชิ้นส่วนที่ได้รับการตรวจสอบอย่างละเอียดแล้วเท่านั้นที่จะถูกนำไปใช้ในชุดขั้วไฟฟ้า

ในขณะเดียวกัน Fraunhofer IWU ตั้งเป้าที่จะปรับปรุงความสามารถของเซลล์เชื้อเพลิงให้สามารถปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมและสถานการณ์การขับขี่ Scheffler อธิบายว่า “สมมติฐานของเราคือ การปรับตัวให้เข้ากับตัวแปรทางสิ่งแวดล้อมอย่างไดนามิก—โดยได้รับความช่วยเหลือจาก AI—จะช่วยประหยัดไฮโดรเจนได้ การใช้งานเครื่องยนต์ในอุณหภูมิภายนอกสูงหรือต่ำ หรือการใช้งานบนที่ราบหรือบนภูเขา ล้วนมีความสำคัญ ปัจจุบัน เซลล์เชื้อเพลิงทำงานในช่วงการทำงานที่กำหนดไว้ล่วงหน้า ซึ่งไม่เอื้อต่อการปรับให้เหมาะสมตามสภาพแวดล้อมเช่นนี้”

ผู้เชี่ยวชาญจาก Fraunhofer จะสาธิตวิธีการวิจัยของพวกเขาด้วยรถยนต์ Silberhummel ที่จัดแสดงในงาน Hannover Messe ระหว่างวันที่ 20-24 เมษายน 2563 รถยนต์ Silberhummel มีพื้นฐานมาจากรถแข่งที่ออกแบบโดย Auto Union AG ในช่วงทศวรรษ 1940 นักพัฒนาจาก Fraunhofer IWU ได้ใช้วิธีการผลิตใหม่ในการสร้างรถคันนี้ขึ้นใหม่และสร้างเป็นรถสาธิตเทคโนโลยีที่ทันสมัย ​​เป้าหมายของพวกเขาคือการติดตั้งเครื่องยนต์ไฟฟ้าที่ใช้เทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิงขั้นสูงให้กับ Silberhummel เทคโนโลยีนี้จะถูกฉายภาพดิจิทัลลงบนตัวรถในงาน Hannover Messe แล้ว

ตัวถังของ Silberhummel เองก็เป็นตัวอย่างหนึ่งของนวัตกรรมการผลิตและกระบวนการขึ้นรูปที่กำลังได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่องที่ Fraunhofer IWU อย่างไรก็ตาม ที่นี่เน้นไปที่การผลิตในปริมาณน้อยอย่างคุ้มค่า แผงตัวถังของ Silberhummel ไม่ได้ถูกขึ้นรูปด้วยเครื่องอัดขนาดใหญ่ที่เกี่ยวข้องกับการทำงานที่ซับซ้อนด้วยเครื่องมือเหล็กหล่อ แต่ใช้แม่พิมพ์แบบลบที่ทำจากไม้ซึ่งสามารถขึ้นรูปได้ง่าย เครื่องมือกลที่ออกแบบมาเพื่อจุดประสงค์นี้จะกดแผงตัวถังลงบนแม่พิมพ์ไม้ทีละส่วนโดยใช้แกนพิเศษ ผู้เชี่ยวชาญเรียกวิธีการนี้ว่า “การขึ้นรูปทีละส่วน” “ผลลัพธ์ที่ได้คือการสร้างชิ้นส่วนที่ต้องการได้เร็วกว่าวิธีการแบบดั้งเดิมมาก ไม่ว่าจะเป็นบังโคลน ฝากระโปรง หรือแม้แต่ส่วนด้านข้างของรถราง ตัวอย่างเช่น การผลิตเครื่องมือที่ใช้ในการขึ้นรูปชิ้นส่วนตัวถังแบบดั้งเดิมอาจใช้เวลาหลายเดือน แต่สำหรับการทดสอบของเรา เราใช้เวลาเพียงไม่ถึงหนึ่งสัปดาห์ ตั้งแต่การผลิตแม่พิมพ์ไม้จนถึงแผงที่เสร็จสมบูรณ์” Scheffler กล่าว

โปรดวางใจได้ว่าบรรณาธิการของเราจะติดตามข้อเสนอแนะทุกข้ออย่างใกล้ชิดและจะดำเนินการตามความเหมาะสม ความคิดเห็นของคุณมีความสำคัญต่อเรา

ที่อยู่อีเมลของคุณจะใช้เพื่อแจ้งให้ผู้รับทราบว่าใครเป็นผู้ส่งอีเมลเท่านั้น ทั้งที่อยู่อีเมลของคุณและของผู้รับจะไม่ถูกนำไปใช้เพื่อวัตถุประสงค์อื่นใด ข้อมูลที่คุณป้อนจะปรากฏในข้อความอีเมลของคุณและจะไม่ถูกเก็บรักษาไว้โดย Tech Xplore ในรูปแบบใดๆ ทั้งสิ้น

เว็บไซต์นี้ใช้คุกกี้เพื่อช่วยในการนำทาง วิเคราะห์การใช้งานบริการของเรา และนำเสนอเนื้อหาจากบุคคลที่สาม การใช้เว็บไซต์ของเราแสดงว่าคุณได้อ่านและเข้าใจนโยบายความเป็นส่วนตัวและข้อกำหนดการใช้งานของเราแล้ว