פריצת דרך בייצור סוללות לרכב חשמלי
במרוץ העולמי לשיפור ביצועי הרכב החשמלי, רוב תשומת הלב מופנית לטווח הנסיעה ולמהירות הטעינה, אך הקרב האמיתי על האיכות מתרחש עמוק בתוך מפעל הייצור, בשלב הקריטי של ערבוב החומרים.
על רקע זה המחלקה להנדסת ייצור רכיבים לכלי תחבורה חשמליים באוניברסיטת RWTH אאכן היוקרתית בגרמניה (מחלקת PEM), בשיתוף עם השותפה התעשייתית סורגוס (Suragus), חושפות פרויקט מחקר חדש בשם מיקס איט אפ (MixItUp), הממומן על ידי ממשלת גרמניה ומתוכנן להימשך עד אמצע שנת 2028. הפרויקט מתמקד בשיפור תהליך הייצור של תרחיפים - אותן תערובות מורכבות של חומרים פעילים, חומרים מאגדים ופיח מוליך, שהם אבני הבניין של האלקטרודות בסוללה.
האתגר המרכזי כיום הוא ששיטות בקרת האיכות הקיימות כרוכות במדידות מעבדה גוזלות זמן. התהליך מסרבל את הייצור ואינו מאפשר תגובה בזמן אמת לשינויים באיכות החומר. מנהל PEM, פרופסור אכים קמפקר (Achim Kampker), מסביר כי איכות התרחיף רלוונטית לביצועי תאי הסוללה, ולכן המטרה היא לפתח מערכת מדידה בקו הייצור, שתשתלב ישירות בתוך תהליך הערבוב.
הטכנולוגיה החדשנית שהשותפים מפתחים מתבססת על חיישנים אינדוקטיביים המודדים ללא מגע פיזי, תוך שימוש בחיישן זרמי מערבולת בשילוב עיבוד אותות מהיר במיוחד מבוסס FPGA (שבבים שניתנים לתכנון מחודש אחרי הייצור). שילוב זה יאפשר למדוד שלושה פרמטרים קריטיים בזמן אמת: מוליכות חשמלית, הומוגניות (אחידות התערובת) ופיזור החלקיקים.
הנתונים שייאספו מהחיישנים יושוו בזמן אמת למסד נתונים של פרמטרים אופטימליים, מה שיאפשר ליצור "טביעת אצבע" דיגיטלית לכל מנה. פרופסור היינר היימס (Heiner Heimes), חבר הנהלת PEM, מציין כי בסופו של דבר המערכת תאפשר ניטור רציף, זיהוי תקלות מוקדם ובקרת תהליכים אופטימלית, מה שימנע ייצור של אלקטרודות פגומות ויחסוך עלויות.
השיטה תעבור תחילה תיקוף במיתקן ניסוי ייעודי, ולאחר מכן תועבר לקו פיילוט תעשייתי. השאיפה הסופית היא להעמיד מערכת מוכנה לתעשייה שתודגם בשני מקרי מבחן לפחות. החוקרים מדגישים כי למרות שהמיקוד הראשוני הוא בייצור סוללות, הטכנולוגיה תוכל לשמש בעתיד גם לייצור משחות פונקציונליות אחרות כגון אלו המשמשות בתעשיית תאי הדלק.
