EO

Beslissingstool voor bipolaire plaatproductie van brandstofcellen

07 juni 2021 om 11:05 uur

Visualisatie van de technologie-toolkit: Hoe hoger de kolom, hoe beter dat vormingsproces scoort op een bepaalde parameter. Beeld: Fraunhofer IWU

Er zijn nog geen duidelijke structuren en normen rond de productie van brandstofcellen. Het enorme aantal mogelijkheden op het gebied van productietechnologieën maakt het voor (potentiële) gebruikers een uitdaging om overzicht te houden en het productieproces te kiezen dat bij hun behoeften past. Om dit probleem op te lossen, ontwikkelen onderzoekers van het Fraunhofer Instituut een virtuele technologie-toolkit die gebruikers helpt om de beste productiebeslissingen te nemen bij het vervaardigen van brandstofcellen, door hen in staat te stellen de vormingstechnologie voor bipolaire platen te selecteren die het meest geschikt is voor de specifieke toepassing.


Voordat brandstofcellen massaal kunnen worden geproduceerd, moeten ze gemakkelijker en kosteneffectiever te maken zijn. In het bijzonder is er een groot potentieel voor kostenreductie bij de productie van de bipolaire platen. Deze vormen een centraal element en regelen zowel de toevoer van waterstof en lucht als de winning van stoom en energie.

 

Het ontwerp van het stromingsveld, dat de kanaalstructuren van de bipolaire plaat weerspiegelt, is hierbij bijzonder belangrijk. Door deze kanalen stromen de bij het proces betrokken gassen. Hoe groter het oppervlak en hoe platter de platen, hoe beter de bipolaire platen kunnen interageren met de andere componenten en hoe efficiënter de brandstofcel zal zijn.

 

De vorm van de bipolaire platen en hun stromingsveld ontstaat tijdens het vormingsproces. De Fraunhofer-experts kennen deze stap in het productieproces. Daarom hebben ze besloten hun expertise te distilleren in een gedeelde virtuele technologie-toolkit.

 

Beslissingstools voor technologie en materialen

"De bedrijven die ons benaderen, zijn meestal op zoek naar investeringen in de productie van brandstofcellen. Ze hebben enkele basisideeën over wat het vormingsproces inhoudt, maar weten niet zeker wat de economische gevolgen zullen zijn van het gebruik van dit proces. Productiesnelheden en fabricagekosten zijn bijvoorbeeld bijzonder moeilijk in te schatten", zegt Ulrike Beyer, hoofd van de TaskForce Hydrogen@IWU. "Met behulp van onze technologische toolkit kunnen we evidence-based analyses toepassen om de beginsituatie te observeren, alle mogelijke uitkomsten te beoordelen en de verschillende afhankelijkheden systematisch te overwegen. Zo kunnen we voor elke behoefte een technologische oplossing op maat ontwikkelen."

 

Naast het machinekapitaal, de kosten van de matrijsset en de productiehoeveelheid, omvatten de parameters die de onderzoekers meewegen in de beslissing de vormingsresultaten die kunnen worden bereikt, zoals grootte, vlakheid en vloeiveldontwerp. Hydroforming, embossing, reliëfwalsen, compressievormen - de individuele focus bepaalt welke van de beschikbare vormprocessen het meest veelbelovend isBeyer : "Terwijl embossing en hydroforming bijvoorbeeld in staat zijn om bipolaire platen van hoge kwaliteit te produceren, heeft tot nu toe alleen embossing de productiesnelheid aanzienlijk kunnen verhogen. Op andere gebieden heeft embossing echter ook nadelen."

 

Ook de gebruikte grondstof is van invloed op de keuze van het vormproces. Christoph Baum, algemeen directeur van Fraunhofer IPT: "Oorspronkelijk werkten we voornamelijk met composietmaterialen. Deze zorgen ervoor dat de brandstofcellen een lange levensduur hebben, maar zijn slechts beperkt geschikt voor massaproductie omdat ze meer inspanning vergen en duurder zijn om te produceren. Bovendien blijft bij composietmaterialen de materiaaldikte vrij hoog, ook na verwerking. Dit betekent dat elke brandstofcelstapel snel erg groot wordt, waardoor ze onpraktisch zijn voor gebruik in voertuigen. Dit heeft ertoe geleid dat we steeds vaker materialen als staal gebruiken, waarmee we doorgaans betere en kosteneffectievere resultaten behalen."

 

Bovendien kan de volgorde van de productiestappen worden gevarieerd op basis van de geselecteerde technologie. Dit betekent bijvoorbeeld dat de bipolaire platen, afhankelijk van de beoogde toepassing, voor of na het vormen gecoat moeten worden. Ook hier kan de technologietoolkit houvast bieden.

 

Doelstelling: technologische toolkit voor het gehele productieproces van brandstofcellen

Het Fraunhofer Institute for Manufacturing Engineering and Automation IPA ontwikkelt momenteel een website voor de technologietoolkit, die binnenkort beschikbaar zal zijn. Advies op maat over het implementeren van het ideale vormproces is echter al beschikbaar.

 

Op middellange termijn zijn er plannen om de technologische toolkit uit te breiden met extra productiestappen en brandstofcelcomponenten. "Ons doel is om een ​​groot overkoepelend digitaal platform te creëren waarmee individuele productiestappen kunnen worden bekeken en met elkaar kunnen worden gecombineerd om de optimale combinatie te vinden voor het produceren van een complete brandstofcel voor een specifieke situatie", zegt Beyer.

 

Gerelateerd nieuws

EPFL heeft nu ook een Hyperloop-testbaan

EPFL opent eerste Europese Hyperloop-testbaan

Ingenieurs van EPFL hebben, in samenwerking met spin-off Swisspod, een Hyperloop-testbaan gebouwd op de campus van Lausanne. Ze zullen de grote vacuümbuis gebruiken voor ultrasnel reizen om een ​​lineaire…

HBK monitort 3D-geprinte metalen voetgangersbrug in Amsterdam

3D-geprinte metalen voetgangersbrug in Amsterdam: van top tot teen gemonitord

Hottinger Brüel & Kjær (HBK) heeft rekstroken en data-acquisitie-apparatuur geleverd voor de monitoring van de metalen 3D-geprinte voetgangersbrug, die onlangs over de Oudezijds Achterburgwal in Amsterdam is…

Apparaat oogst energie uit je zweterige vingertoppen terwijl je stilzit - of (in de zon) ligt

Apparaat oogst energie uit je zweterige vingertoppen terwijl je stilzit - of (in de zon) ligt

Zweterigheid heeft vanaf nu een voordeel. Er is namelijk een apparaat ontwikkeld dat energie uit het zweet op je vingertoppen haalt. Tot op heden is het de meest efficiënte ‘on-body energy harvester’ die ooit is…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

17 augustus 2021

Future of CAD and PDM

Dit webinar zal ingaan op de toekomst van CAD en PDM met behulp van Onshape.

8 september 2021

Webinar Open OT-architecturen

De vierde industriële revolutie verwacht dat computerapplicaties van productiebedrijven zich kunnen...

8 september 2021, Brussel

Machineering

Maak- en engineeringtechnologie in levende lijve en met fysieke interactie ontdekken.

Meer agendapunten »