氣候友好型燃料電池系統將在未來為汽車等機器提供動力，但目前仍很少見，價格也很昂貴。

造成這種情況的原因有幾個，包括生產雙極板的復雜和昂貴的過程——雙極板是電解槽和燃料電池的關鍵部件，是許多氫系統所需要的。

弗勞恩霍夫機床和成形技術研究所(IWU)通過引入一種創新的輥壓系統，在降低成本和大規模生產雙極板方面邁出了重要一步，這種方式被命名為：BPPflexRoll。

氫燃料電池效率很高。它們利用氫氣和氧氣發電，為環保車輛等機器提供動力。電解槽利用電能將水分解成氫和氧，從而逆轉這一過程。兩種類型的氫系統都需要雙極板(BPPs)，其中包括兩個關鍵的轉換組件：燃料電池系統中的膜電極組件(MEA)和電解槽中的催化劑涂層膜(CCM)。

在燃料電池電堆中，雙極板的雙壁結構允許氧和氫流動到MEA的兩側，同時水冷卻電堆。問題是，目前生產雙極板的過程是昂貴的，這阻礙了氫技術的應用，例如，氫動力燃料電池汽車的廣泛和經濟有效的使用。這種潛力只有在相關核心部件的大規模生產成本降低的情況下才能釋放出來。

位于開姆尼茨的弗勞恩霍夫機床和成形技術研究所(IWU)的研究人員與Profiroll Technologies GmbH合作，開發了一種軋輥壓花的原型系統：BPPflexRoll。

弗勞恩霍夫的生產線已經投入使用。它配備了控制技術和操作概念，在關鍵點上與工業設施保持一致。該系統由三個輥架組成，安裝面積為4500mm x 3300mm。

連續加工取代不連續批量生產

金屬BPP如此昂貴的原因之一是它們是以不連續的批次生產的。

Fraunhofer IWU鈑金加工和工具設計小組負責人Stefan Polster表示：

“每個雙極板由兩個不銹鋼部件組成。用于氣體流動和散熱的結構在不連續的成型過程中被壓在兩半上，然后它們被連接在一起?！?/p>

“我們的壓花系統有可能用連續工藝取代這些不連續的工藝鏈或生產步驟。無需停止和啟動，這一工藝將實現高單位產量?！?/p>

Fraunhofer IWU成型機集團經理Robin Kurth表示：

“輥壓系統的一個主要優點是所涉及的處理速度更高。每分鐘可以生產多達120塊BPP半板?！?/p>

研究人員希望這種生產方法的轉變能將BPP的生產成本降低一半。

在新開發的技術中，雙極板的結構是使用一對輥進行壓花的，薄金屬帶在輥之間連續運行。其中一個成型輥被定義為沖頭，另一個被定義為模具。由于用于形成流動通道的輥與工件大約只有一條線接觸，因此與傳統壓花相比，逐步成形可以將工藝力平均減少十倍。這就產生了更小、更低成本的機器技術。靈活性是該系統的另一個優點：所需的輥組數量可以根據雙極板的幾何形狀單獨調整。

具有集成監控系統的認知成型機

有了新的試點系統，Fraunhofer IWU的研究人員也朝著認知形成機器邁出了重要一步，認知形成機器可以使用傳感器和智能算法來監測和控制自己。

Kurth說：“與以前的系統不同，我們未來將通過捕捉、整合和分析傳感器的工藝參數來實時監控BPP的質量?！?/p>

然后，這些數據將被處理并通過云解決方案得到利用。該設施生產的第一塊雙極板已經在弗賴堡的Fraunhofer太陽能系統研究所ISE的燃料電池中進行測試。

通過BPPflexRoll，研究人員正在為大規模生產高效、低成本的雙極板鋪平道路。在4月22日至26日舉行的漢諾威展覽上，他們將在位于2號展廳B24展位的Fraunhofer聯合展位上展示一個作為BPPflexRoll組件的軋輥，以及用它制造的雙極板。

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