Le cosiddette "piastre bipolari" sono progettate per contribuire a rendere le celle a combustibile, ampiamente utilizzate per la mobilità elettrica, più efficienti come dispositivi di accumulo di energia. Un progetto di ricerca dell'Università di Stoccarda mira ad accelerarne la produzione.
Una cella a combustibile è costituita da numerosi gruppi di elettrodi a membrana (MEA) sovrapposti, nei quali l'energia chimica viene convertita in energia elettrica. Tra questi gruppi sono presenti piastre bipolari (BPP) che forniscono i gas di reazione necessari e rimuovono l'acqua prodotta. A seconda del tipo e delle dimensioni, i moderni sistemi a celle a combustibile contengono da 300 a 600 di queste piastre bipolari .
Le piastre bipolari sono un componente chiave delle moderne celle a combustibile e sono quindi essenziali per l'espansione dell'elettromobilità nel trasporto di passeggeri e veicoli commerciali. I ricercatori dell'Università di Stoccarda, del Fraunhofer Institute for Physical Measurement Techniques di Friburgo e delle aziende thyssenkrupp System Engineering e Chemische Werke Kluthe stanno ora esplorando modi per ridurre gli scarti nella produzione di piastre bipolari metalliche e consentire la fornitura delle elevate quantità necessarie per la transizione energetica.
Per lungo tempo, i BPP a base di grafite hanno dominato il mercato, ma per ragioni economiche e per la loro maggiore conduttività, la tendenza si sta spostando verso i BPP metallici. Questi vengono prodotti utilizzando processi di formatura, che offrono costi inferiori e tempi di ciclo significativamente più rapidi rispetto ai processi di lavorazione meccanica. Tuttavia, nella formatura della lamiera, anche lievi fluttuazioni nei parametri di processo possono portare a difetti di formatura come strappi, grinze o deformazioni (deformazioni elastiche), che complicano l'assemblaggio delle pile di celle.
In questo contesto, i ricercatori del progetto «AKS-Bipolar» (controllo attivo del processo nella produzione in serie di piastre bipolari goffrate ad alta precisione) mirano a sviluppare un sistema completo per il controllo attivo del processo e la garanzia della qualità che integri la tecnologia di misurazione 3D dell'intera superficie direttamente nella linea di produzione e che mappe tutte le fasi del processo in una simulazione completa (toolchain).
Fig.: Istruzioni per l'uso
L'obiettivo è creare un gemello digitale del processo di formatura in esame, utilizzabile registrare numericamente i problemi di produzione ricorrenti, come crepe, pieghe o l'effetto "rimbalzo elastico", e per avviare tempestivamente le opportune contromisure.
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