Geleceğin yakıtı: Yakıt hücresi üretiminde dikkat edilmesi gerekenler
10 Mart 2022, Perşembe, Sürdürülebilir Üretim tarihinde yayınlandı
ACES şirketleri, hidrojen potansiyelini kullanmak için akıllı üretim stratejileri ve teknolojilerine ihtiyaç duyar.
Sürdürülebilir mobilite konusu açıldığında aklımıza ilk bataryayla çalışan e-arabalar geliyor. Yakıt hücreleri veya doğrudan hidrojen ocakları, genellikle arka planda kalan yardımcı teknolojiler olsa da CO₂ salınımını azaltma ve pazar seçenekleri bakımından birçok fayda sunabilir.
Alman ve Avrupa otomotiv endüstrisi de benzer görüşlere sahiptir. Kısa bir süre önce yapılan bir Expleo çalışmasında, ankete katılan otomobil üreticilerinin %80'i hidrojen motorlu araçların elektrikli araçlara göre daha çevre dostu ve daha temiz olduğunu düşündüğünü belirtmiştir. Katılımcıların yüzde 64'ü, seri üretime hazır ilk hidrojen arabalarının önümüzdeki iki yıl içinde piyasaya çıkacağına inanmaktadır.
Ancak üreticiler ve tedarikçilerin daha yenilikçi bir ruha sahip olması, siyasetçilerin desteği ve daha iyi enerji altyapısı için yatırımlar yapılmasına ihtiyaç var. Ayrıca, ACES ortamındaki şirketler de (ACES; otonom sürüş, bağlanabilirlik, elektrifikasyon ve paylaşılan mobiliteyi ifade eder) verimli ve geleceğe hazır üretim tesislerine ihtiyaç duyuyor. Buradaki anahtar sözcük Akıllı Fabrikadır. Üretim hatları otomatik ve dijitalleştirilmiş, manuel prosesler ortadan kaldırılmış ve yenilikler ileriye dönük olmalıdır.
Yalnızca yenilenebilir enerjiyle gerçek anlamda sürdürülebilir hidrojen üretimi
Robotlar, sensör teknolojisi ve AI tarafından desteklenen modern ve otomatik batarya ile yakıt hücresi üretimi, sürdürülebilir stratejilerin merkezinde yer alır. Batarya, önemli ölçüde daha küçük ve farklı yapıda olsa da hem hidrojen tahrikinin hem de "klasik" e-araçların temel unsurudur. E-tahriklere ve hidrojene ek olarak e-yakıtlar ile sentetik yakıtlar da sürdürülebilir tahrik tipleri arasında belirtilmelidir. Bununla birlikte, hidrojenin gerçek anlamda sürdürülebilir bir şekilde kullanılabilmesi için H₂ yakıtının yenilenebilir kaynaklardan elektrik ile üretilmesi (elektroliz) gerekir. Bu, henüz büyük miktarlarda üretim için tamamen uygulanabilir değildir.
Bazı büyük otomotiv şirketleri hidrojen konusunda temkinli
Batarya hücrelerinin aksine, yakıt hücreleri lityum veya kobalt gibi ham maddelere bağlı değildir. Yakıt hücrelerinin temel materyali demirdir. Bir diğer avantaj ise moleküler madde olarak hidrojenin kolaylıkla depolanabilmesi, taşınabilmesi ve uygulamalar için kullanılabilir hale getirilebilmesidir. Hidrojen tahrikleri, özellikle gereken tahrik ünitesi için daha fazla alan sunması nedeniyle şehir otobüsleri gibi ticari araçlarda her geçen gün daha fazla kullanılmaktadır. Hidrojen tahrikleri "normal" arabalarda hala nispeten nadir görülür. Bu kısmen H₂ dolum istasyonlarının eksikliğinden kaynaklansa da sektördeki uygulama tereddütleri de etkili bir sebeptir.Elektroliz ve yakıt hücresi üretim proseslerinin otomasyonunu artırma
Paris iklim hedeflerine ulaşmaya daha da yakınlaşsak bile Yeni Enerji Araçlarından (diğer adıyla NEV'ler) vazgeçilmeyecektir. Hidrojen, CO₂ nötr bir şekilde yenilenebilir enerjilerden üretilebilir ve yakıt hücrelerinde elektrik enerjisine dönüştürülebilir. Bununla birlikte, verimlilik ve yüksek doğruluk sağlamak için bu yakıt hücrelerinin üretiminde aşılması gereken birçok zorluk vardır. Bu zorluklar, tüm sistemin üretimine kadar her bir komponentin üretimi ve yığınların montajında da bulunabilir.
Elektroliz ve yakıt hücresi teknolojisinin yaygın olarak kullanılması, bu teknolojinin uygulanmasını sağlamak için üretim maliyetlerini azaltma amacıyla ürün ve süreç yeniliği gerektirir. Tek tip kalite gereksinimleri korunurken üretim hacimlerinin ölçeklendirilmesi gerekir. Her bir gereksinime hızlı ve kolay bir şekilde uyarlanabilen esnek ve ölçeklenebilir üretim hatları önerilir. Yakıt hücreleri teknolojisi, uzun vadede kabul görecek tek yol olduğundan üretim maliyetlerini azaltmak için yeni yaklaşımlar gereklidir.
Batarya uzmanlığı, yakıt hücresi üretimini destekler
Proseslerin uzun yıllardır zaten otomatikleştirildiği ve sürekli olarak daha da geliştirildiği batarya hücresi üretiminin aksine, yakıt hücresi üretimi hâlâ neredeyse ilk adımlarındandır. Bunun başlıca nedeni, hidrojen teknolojilerinin üretim artışı gerektirecek uygulama ve kabulü henüz görmemesidir. Bu nedenle birçok iş akışı yarı otomatik ve hatta manuel olarak gerçekleştirilir. Hidrojen uygulamalarını daha çekici hale getirmek için üretimde acilen daha fazla otomasyona gidilmesi gerekir. Batarya ve yakıt hücresi üretimi birçok açıdan benzer olduğundan, otomatik batarya hücresi üretimi konusunda bilgi sahibi olan bir iş ortağına güvenmeniz önerilir. Teknoloji ve teknik bilgiye ek olarak, sistem entegratörleri ve makine üreticilerinin de bu süreci birlikte yürütmeleri gerekir. Batarya ve yakıt hücresi üretiminde özellikle istifleme süreci oldukça kritiktir zira buralarda sızıntı gibi hatalar meydana gelebilir.Geleceğin fabrikası: Modern üretim prosesleri, yenilikçi teknoloji
Sürdürülebilir mobiliteyi desteklemek için geleceğe yönelik yakıt hücresi üretiminin temel taşları, Akıllı Fabrikadaki (geleceğin üretimi) prosedürler ve teknolojilerdir. Bunlar, üretimin kapsamlı bir şekilde modernleştirilmesini ve tedarik zincirlerinin yeni tahrik teknolojilerine genişletilmesi ve dönüştürülmesine paralel olarak sıfırdan oluşturulmasını mümkün kılmaktadır. Yenilikçi endüstriyel robotlar, mobil robotlar ve cobotlar, uçta bilgi işleme, sensör teknolojisi, mekatronik ve BT'nin birleştirilmesi ve artırılmış gerçeklik (AR) geleceğin fabrika katının bazı örnekleridir.
Mümkün olan en yüksek dijitalleşme derecesi, üretim sürecinin kendi bağımsız optimizasyonunu sağlaması için başarının anahtarıdır. Üretimin optimum düzeyde olmadığı durumları tespit etmek için bir yakıt hücresinin her bir katmanının takip edilebildiği izlenebilirlik de çok önemlidir.
Üretimin bir diğer direği de yapay zekadır (AI). Bu teknoloji, son derece karmaşık üretim zincirlerinden yeni verimlilik potansiyeli ortaya çıkarmak için kullanılabilir. Yapay zeka, doğru kullanıldığında otomotiv sektöründeki iş liderlerinin süreçlerini daha iyi anlamalarına yardımcı olabilir. Yapay zeka ve sensör tabanlı teknolojiler ile toplanan bilgiler, şirket içinde ve dışında süreçleri optimize etmeye yönelik yeni görüşler sağlar. Buna örnek olarak kestirimci bakım gösterilebilir: Aşınma desenlerini, özel durumları ve anormallikleri tespit ederek makine arızalarını, duruş sürelerini ve hataları gidermek için kullanılabilir. Ayrıca özellikle, şeffaf tedarik zinciri gibi sorunsuz ve esnek tesis içi lojistik süreçleri üzerinde durulmalıdır.
