Подпишитесь

Высокие темпы производства топливных элементов

Для создания устойчивой системы дорожного движения в будущем потребуются сотни тысяч топливных элементов для автомобилей, работающих на водороде.

Высокие темпы производства топливных элементов
Однако до сих пор производство топливных элементов было сложным и слишком медленным. Поэтому команда исследователей Fraunhofer IPT разрабатывает непрерывную производственную линию, которая сможет обрабатывать компоненты топливных элементов в циклах, длительностью всего в несколько секунд. Пилотная линия будет представлена на Ганноверской выставке Messe Digital Edition с 12 по 16 апреля 2021 года.

Непрерывное производство топливных элементов

Германия и Европа находятся на пути к водородному будущему. Федеральное правительство Германии утвердило свою водородную стратегию в июне прошлого года. Целью стратегии является строительство к 2040 году в Германии электролизных установок для производства водорода общей мощностью 10 гигаватт. А Еврокомиссия в своей "Водородной стратегии" предлагает для Европы увеличить мощность электролиза еще на 40 гигаватт.

Подписывайтесь на наш youtube канал!

Водород будет использоваться в промышленности, а в будущем и в дорожном движении, что, в конечном счете, предвещает отказ от бензина и дизельного топлива. Но для преобразования водорода в энергию многим миллионам автомобилей понадобятся многие миллионы топливных элементов. И пока в Европе нет серийного производства, которое могло бы покрыть эту потребность. Больше всего нам не хватает замкнутой производственной цепочки для изготовления компонентов топливных элементов, а затем их сборки, чтобы сформировать готовое изделие, как на сборочном конвейере.

Высокие темпы производства топливных элементов

"Нам нужны непрерывные производственные линии, способные производить и перерабатывать компоненты за считанные секунды", - говорит доктор Кристоф Баум, управляющий директор Фраунгоферского института технологии производства IPT в Аахене (Fraunhofer IPT). "Промышленность в Европе еще очень далека от этого". Сейчас различные компоненты изготавливаются разными производителями, а затем собираются для создания топливного элемента. А такие производственные этапы, как формовка, очистка, нанесение покрытия или соединение компонентов топливного элемента, пространственно разделены между собой на различных технологических островках.

Кристоф Баум: "В целом, логистика на наших производственных мощностях сложна. Детали нужно многократно подбирать, укладывать и буферизировать - это трудоемкий процесс". Поэтому Fraunhofer IPT впервые в научно-исследовательской среде разрабатывает непрерывную пилотную линию, в которой компоненты топливных элементов изготавливаются и собираются в готовый продукт в одном месте.

В частности, речь идет о производстве сердца топливного элемента, "стека", на котором водород преобразуется в воду и собирается энергия. Эта штабель состоит из сотен биполярных пластин, расположенных друг над другом. Биполярные пластины протягиваются через сложную систему каналов миллиметровой толщины, в которые с одного конца подается водород, а с другого - вода, образовавшаяся в результате химической реакции в штабеле.

Производство этих биполярных пластин само по себе является сложной задачей. Пластины имеют толщину всего около ста микрометров и, как правило, похожи на пленку, а не на пластину. Их нужно перемещать очень осторожно, чтобы убедиться, что ничего не помято или, что еще хуже, не порвано. Во-первых, прессы используются для тиснения канальных структур на заготовках пластин. Затем они покрываются под вакуумом, чтобы уменьшить их электрическое сопротивление и сделать их более коррозионностойкими. Готовая биполярная пластина состоит из левой половины и правой половины, между которыми расположена система тонких каналов. Поэтому обе половинки необходимо сваривать с высокой точностью. Существуют также различные этапы очистки.

Команда Fraunhofer IPT разработала производственную линию, на которой специальные устройства для перемещения снимают все компоненты и биполярные пластины таким образом, чтобы создать плавный процесс. 

В рамках проекта CoBIP (непрерывное производство биполярных пластин для топливных элементов в рулонах) специалисты Fraunhofer IPT в настоящее время совместно с Институтом лазерной техники ILT, Исследовательским центром Юлиха и несколькими промышленными партнерами ведут работу по автоматизации пилотной линии. Исследователи разрабатывают установку для обработки биполярных пластин в пленочной ленте с рулона.

"Правда, в Европе мы обладаем большим системным ноу-хау для производства высококачественных топливных элементов. Но нам не хватает мощностей для производства топливных элементов в промышленных масштабах по конкурентоспособным ценам - производственных линий, как мы уже видим в Hyundai или Toyota", - объясняет Кристоф Баум, подводя итоги. Баум напоминает нам, что когда речь заходит о топливных элементах, нельзя недооценивать препятствие промышленного масштаба производства. Как и в случае с батареями, перенос систем из лаборатории в массовое производство является сложным делом. Именно здесь в прошлом наши международные конкуренты с большей решимостью опирались на свой опыт в экономически эффективном массовом производстве. Благодаря высокоэффективным производственным линиям, подобным той, которую сейчас представляет Fraunhofer IPT, мы сможем выявить и решить проблемы промышленного производства на ранней стадии. опубликовано econet.ru по материалам innovations-report.com

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet

Источник: https://econet.ua/

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:
, чтобы видеть ЛУЧШИЕ материалы у себя в ленте!
Комментарии (Всего: 0)

    Добавить комментарий

    Не бойтесь кого—то потерять. Вы не потеряете того, кто нужен Вам по жизни. Теряются те, кто послан вам для опыта. Остаются те, кто послан Вам судьбой. Фридрих Ницше
    Что-то интересное