แผ่นไบโพลาร์ชนิดใหม่ที่ทำจากแผ่นโลหะบางของเซลล์เชื้อเพลิง

ที่สถาบัน Fraunhofer Institute for Machine Tool and Molding Technology (IWU) นักวิจัยกำลังพัฒนาเทคโนโลยีขั้นสูงสำหรับการผลิตเครื่องยนต์เซลล์เชื้อเพลิงเพื่ออำนวยความสะดวกในการผลิตจำนวนมากอย่างรวดเร็วและคุ้มทุน เพื่อจุดประสงค์นี้ นักวิจัยของ IWU มุ่งเน้นที่หัวใจของเครื่องยนต์เหล่านี้โดยตรงในเบื้องต้น และกำลังศึกษาแนวทางในการผลิตแผ่นไบโพลาร์จากแผ่นโลหะบาง ที่ Hannover Messe สถาบัน Fraunhofer IWU จะจัดแสดงกิจกรรมการวิจัยเครื่องยนต์เซลล์เชื้อเพลิงที่น่าสนใจเหล่านี้และกิจกรรมอื่นๆ ร่วมกับ Silberhummel Racing
เมื่อพูดถึงการจ่ายพลังงานให้กับเครื่องยนต์ไฟฟ้า เซลล์เชื้อเพลิงถือเป็นวิธีที่เหมาะสมในการเสริมแบตเตอรี่เพื่อเพิ่มระยะการขับขี่ อย่างไรก็ตาม การผลิตเซลล์เชื้อเพลิงยังคงเป็นกระบวนการที่มีต้นทุนสูง ดังนั้นจึงยังมีรุ่นที่ใช้เทคโนโลยีขับเคลื่อนนี้เพียงไม่กี่รุ่นในตลาดเยอรมนี ปัจจุบัน นักวิจัยของ Fraunhofer IWU กำลังดำเนินการหาวิธีแก้ปัญหาที่คุ้มต้นทุนมากขึ้น “เราใช้แนวทางแบบองค์รวมในการศึกษาส่วนประกอบทั้งหมดในเครื่องยนต์เซลล์เชื้อเพลิง สิ่งแรกที่ต้องทำคือการจัดหาไฮโดรเจน ซึ่งส่งผลต่อการเลือกใช้วัสดุ ไฮโดรเจนมีส่วนเกี่ยวข้องโดยตรงในการผลิตพลังงานจากเซลล์เชื้อเพลิง และยังขยายไปยังเซลล์เชื้อเพลิงเองและการควบคุมอุณหภูมิของรถยนต์ทั้งคันด้วย” Sören Scheffler ผู้จัดการโครงการของ Fraunhofer IWU ในเมือง Chemnitz อธิบาย
ในขั้นตอนแรก นักวิจัยมุ่งเน้นไปที่หัวใจของเครื่องยนต์เซลล์เชื้อเพลิงทุกประเภท นั่นก็คือ “ชุดเซลล์เชื้อเพลิง” ซึ่งเป็นจุดที่พลังงานถูกสร้างขึ้นในแบตเตอรี่ที่เรียงซ้อนกันจำนวนมาก ซึ่งประกอบด้วยแผ่นไบโพลาร์และเมมเบรนอิเล็กโทรไลต์
Scheffler กล่าวว่า “เรากำลังศึกษาวิธีการแทนที่แผ่นไบโพลาร์กราไฟต์แบบดั้งเดิมด้วยแผ่นโลหะบาง วิธีนี้จะช่วยให้สามารถผลิตสแต็กได้เป็นจำนวนมากอย่างรวดเร็วและประหยัดต้นทุน และเพิ่มผลผลิตได้อย่างมาก” นักวิจัยยังมุ่งมั่นในการรับประกันคุณภาพ ตรวจสอบทุกส่วนประกอบในสแต็กโดยตรงระหว่างกระบวนการผลิต เพื่อให้แน่ใจว่ามีเพียงชิ้นส่วนที่ตรวจสอบอย่างสมบูรณ์เท่านั้นที่จะเข้าไปในสแต็กได้
ในเวลาเดียวกัน Fraunhofer IWU มีเป้าหมายที่จะปรับปรุงความสามารถของปล่องไฟในการปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมและสภาพการขับขี่ Scheffler อธิบายว่า: "สมมติฐานของเราคือด้วยความช่วยเหลือของ AI การปรับตัวแปรด้านสิ่งแวดล้อมแบบไดนามิกสามารถช่วยประหยัดไฮโดรเจนได้ ไม่ว่าจะใช้เครื่องยนต์ในอุณหภูมิสูงหรือต่ำหรือใช้เครื่องยนต์บนพื้นราบหรือในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูงก็จะแตกต่างกัน ปัจจุบัน สแต็กทำงานภายในช่วงการทำงานที่กำหนดไว้ล่วงหน้าซึ่งไม่อนุญาตให้มีการเพิ่มประสิทธิภาพตามสภาพแวดล้อมดังกล่าว"
ผู้เชี่ยวชาญจาก Fraunhofer Laboratory จะนำเสนอวิธีการวิจัยของพวกเขาในนิทรรศการ Silberhummel ที่ Hannover Messe ตั้งแต่วันที่ 20 ถึง 24 เมษายน 2020 Silberhummel เป็นผลงานจากรถแข่งที่ออกแบบโดย Auto Union ในช่วงทศวรรษปี 1940 ปัจจุบัน นักพัฒนาของ Fraunhofer IWU ได้ใช้กรรมวิธีการผลิตแบบใหม่ในการสร้างรถขึ้นมาใหม่และสร้างตัวสาธิตเทคโนโลยีที่ทันสมัย ​​เป้าหมายของพวกเขาคือการติดตั้งเครื่องยนต์ไฟฟ้าให้กับ Silberhummel โดยอาศัยเทคโนโลยีเซลล์เชื้อเพลิงขั้นสูง เทคโนโลยีนี้ได้รับการฉายภาพแบบดิจิทัลที่ Hannover Messe
ตัวถัง Silberhummel เองก็เป็นตัวอย่างของนวัตกรรมการผลิตและกระบวนการขึ้นรูปที่พัฒนาเพิ่มเติมโดย Fraunhofer IWU อย่างไรก็ตาม จุดเน้นที่นี่อยู่ที่การผลิตต้นทุนต่ำเป็นชุดเล็ก แผงตัวถังของ Silberhummel ไม่ได้ขึ้นรูปด้วยเครื่องปั๊มขนาดใหญ่ซึ่งเกี่ยวข้องกับการทำงานที่ซับซ้อนของเครื่องมือเหล็กหล่อ แต่จะใช้แม่พิมพ์ตัวเมียที่ทำจากไม้ซึ่งง่ายต่อการแปรรูป เครื่องมือเครื่องจักรที่ออกแบบมาเพื่อจุดประสงค์นี้ใช้แกนพิเศษเพื่อกดแผงตัวถังทีละน้อยบนแม่พิมพ์ไม้ ผู้เชี่ยวชาญเรียกวิธีนี้ว่า "การขึ้นรูปทีละน้อย" "เมื่อเทียบกับวิธีการดั้งเดิม ไม่ว่าจะเป็นบังโคลน ฝากระโปรง หรือด้านข้างของรถราง วิธีนี้สามารถผลิตชิ้นส่วนที่ต้องการได้เร็วกว่า ตัวอย่างเช่น การผลิตเครื่องมือแบบเดิมที่ใช้ทำชิ้นส่วนตัวถังอาจใช้เวลาหลายเดือน เราใช้เวลาน้อยกว่าหนึ่งสัปดาห์ตั้งแต่การผลิตแม่พิมพ์ไม้ไปจนถึงการทดสอบแผงสำเร็จรูป" Scheffler กล่าว