연료전지스택 생산을 자동화하는 Fraunhofer

수소 동력 차량의 연료 전지 생산은 지금까지 복잡하고 너무 느립니다. Fraunhofer 팀은이를 변경하는 것을 목표로하고 있으며 지속적인 생산 라인에서 작업하고 있습니다. 서약 :이 라인은 단 몇 초 동안 지속되는 주기로 연료 전지 부품을 처리해야합니다.

Fraunhofer는 연료 전지 생산이 유럽이 설정 한 목표에 도달하기에는 너무 느리다고 설명합니다. 예를 들어, 유럽위원회의 '수소 전략'은 전기 분해 출력을 40 기가 와트 더 확장하는 것을 목표로합니다. 미래의 수소를 위해 충분하지만 "아직 유럽에는 이러한 수요를 감당할 수있는 대량 생산 시설이 없습니다"라고 Fraunhofer는 말합니다.

Aachen에있는 Fraunhofer 생산 기술 연구소의 전무 이사 인 Christoph Baum 박사 주변의 팀에서 큐를 제공합니다. Baum은 다양한 생산자가 다양한 구성품을 개별적으로 생산하는 산업을 배경으로“단지 몇 초만에 부품을 드롭하고 처리 할 수있는 무중단 생산 라인이 필요합니다. Fraunhofer는 연료 전지 조립 이전에 여러 단계가 수행되는 이러한 "기계 섬"이라고합니다. Baum은 "부품을 여러 번 픽업, 배치 및 버퍼링해야하는 복잡한 시스템으로 시간이 많이 걸리는 비즈니스"라고 설명합니다. Fraunhofer의 솔루션 : 연료 전지 구성품을 한 곳에서 완제품으로 만들고 조립하는 논스톱 파일럿 라인 개발.

프로젝트의 핵심은 연료 전지 스택 또는 스택이 구성하는 수백 개의 양극판입니다. 양극판은 밀리미터-좁은 채널의 복잡한 시스템을 통해 당겨집니다. 수소는 한쪽 끝으로 공급되고 스택의 화학 반응에 의해 생성 된 물은 다른 쪽 끝으로 공급됩니다. 이러한 판재를 제작하는 것은 판 이라기보다는 필름과 비슷하고 극도의주의와 여러 단계로 처리해야하기 때문에 어려운 일입니다. 이제이 모든 판을 결합해야합니다.

Christoph Baum은“미래의 수소 경제를 위해 수십만 개의 양극판이 필요할 것으로 예측하고 있습니다. "이러한 이유로 우리는 모든 공장에서 초당 최소 하나의 양극판 처리량을 달성하기 위해 노력하고 있습니다." Fraunhofer에 따르면 일부 공정 단계가 다른 공정 단계보다 빠르기 때문에 문제는 전체 흐름을 최적화하는 것입니다. 팀이 딥 드로잉이라고 부르는 블랭크 프레스 프로세스는 약 1 초 밖에 걸리지 않지만 보호 레이어를 추가하는 데 훨씬 더 오래 걸립니다.

Fraunhofer IPT 팀은 이미 유창한 공정을 생성하는 방식으로 모든 구성품과 양극판을 전달하는 특수 픽 앤 플레이스 처리 장치가있는 생산 라인을 개발했습니다. 연구소는 4 월 12 일부터 16 일까지 하노버 산업 박람회 디지털 에디션에서 파일럿 라인을 선보일 예정입니다. Fraunhofer IPT는 또한 Fraunhofer 재료 및 빔 기술 연구소 IWS 및 Fraunhofer 공작 기계 및 성형 기술 연구소 IWU와 협력하여 비용 효율적이고 자동화 된 연료 전지 대량 생산을위한 초기 연구 결과와“행동 계획”을 마련했습니다.

자동화에 대한 언급에서 CoBIP 프로젝트 (연료 전지용 양극판의 연속 롤 투롤 생산)는 Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT, Jülich Research Center 및 여러 산업 파트너와 함께 파일럿 라인의 자동화를 추진합니다. . 연구진은 필름 스트립에서 양극판을 처리하기위한 공장을 개발하고 있습니다. 필름 스트립은 기계와 모든 공정 단계를 통과합니다. 맨 끝에 만 양극판이 스트립을 잘라내어 분리됩니다. Fraunhofer에 따르면 롤에서 완제품에 이르기까지이 연속 프로세스는 여러 처리 단계를 절약 할 수 있습니다. 연구소는 또한 공장이 매우 유연하여 산업 파트너가 원하는대로 개별 생산 모듈을 교환하고 테스트 할 수 있도록 설계되었다고 주장합니다.

“유럽에서 우리는 고급 연료 전지 제조를위한 시스템 전문 지식을 많이 보유하고 있습니다. 그러나 우리는 경쟁력있는 가격으로 산업 규모로 연료 전지를 생산할 수있는 시설이 부족합니다. 이미 현대 또는 도요타에서 볼 수있는 생산 라인입니다.”라고 Christoph Baum이 요약합니다. Fraunhofer는 연료 전지와 관련하여 산업 생산 규모 조정의 장애물을 과소 평가해서는 안된다고 덧붙입니다. 배터리와 마찬가지로 실험실에서 대량 생산으로 시스템을 이전하는 것은 복잡한 문제입니다.​