A Lonnmeter Group, a gyártósorba épített sűrűségmérők vezető gyártója és szállítója, évtizedek óta professzionális megoldásokat kínál ügyfelei számára világszerte. Ezek a megoldások számos ipari gyárnak, erőműnek és kohászati ​​vállalatnak segítettek a költségek csökkentésében és a hatékonyság javításában.

A zagykeverés kritikus szerepe

A hidrogén üzemanyagcellás MEA-k teljesítménye nagymértékben függ a katalizátorszuszpenziók egyenletességétől és stabilitásától. Például az anódszuszpenziókhoz 15% Pt-C katalizátorra van szükség, amelyet egyenletesen diszpergálnak 40% ioncserélt víz, 40% metanol és 5% ionomer oldat keverékében; a katódszuszpenziókhoz nagyobb katalizátor- (20%) és kötőanyag-arány (10%) szükséges. Ez a pontos arány nemcsak a szuszpenzió fizikai tulajdonságait befolyásolja, hanem közvetlenül befolyásolja a katalitikus aktív helyek eloszlását és a protonvezető képességet is.

A nem megfelelő sűrűségszabályozás a katalizátor agglomerációját vagy ülepedését okozhatja, ami a bevont katalizátor egyenetlen vastagságát és az akkumulátor teljesítményét is befolyásolhatja. Például a nagyobb sűrűség a katalizátor vagy az oldószer túlzott párolgását jelezheti, ami növeli a szuszpenzió viszkozitását, és „narancshéj” vagy „tűszúrás” hibákat okozhat a bevonás során; az alacsonyabb sűrűség pedig a katalizátor elégtelen mennyiségét jelezheti, ami nem biztosít megfelelő reakcióhelyeket, és csökkenti az akkumulátor hatékonyságát.

A hagyományos zagysűrűség-szabályozás korlátai

A hagyományos katalizátorszuszpenzió-keverés a kézi mérésen és az elsődleges fázisban végzett offline tesztelésen alapul. Ez a megközelítés jelentősen elmarad a valós idejű folyamatoktól – a mintavételből származó teszteredmények megszerzése gyakran 15–30 percet vesz igénybe, mire a szuszpenzió már a következő folyamatba kerülhet, ami jelentős utólagos feldolgozási hulladékhoz vezethet.

A kézi műveletek nehezen tudják kimutatni a nanoskálájú katalizátorrészecskék agglomerációját. Ezenkívül olyan tényezők, mint a hőmérsékletváltozások és az oldószer párolgása, dinamikus sűrűségingadozást okoznak a szuszpenziókban, amelyeket a hagyományos eljárások nem tudnak valós időben kompenzálni, ami tovább súlyosbítja a minőségi instabilitás kockázatát.

Működési elv és műszaki előnyök

Ezen kihívások megoldására a Lonnmeter mérnökei a Coriolis-erő elvén alapuló, beépített sűrűségmérőket fejlesztettek ki, amelyek a folyadék rezgési frekvenciáját mérik, így valós idejű sűrűségadatokat kapnak akár ±0,001 g/cm³ pontossággal. A hidrogén üzemanyagcellák zagykeverésénél ezek a nagy pontosságú mérőeszközök a keverőtartályok vagy a keringtető csővezetékek kimeneténél telepíthetők a sűrűség- és hőmérsékletadatok folyamatos gyűjtésére, a kompenzációs algoritmusok pedig kiküszöbölik a hőmérséklet sűrűségre gyakorolt ​​hatását.

A Coriolis-sűrűségmérőkön túl a Lonnmeter más inline sűrűségmérőket is fejlesztett, például hangvillás sűrűségmérőket és ultrahangos sűrűségmérőket, hogy intelligens sűrűségfigyelő érzékelőket biztosítson a különböző munkakörülményekhez. Amikor a rendszer azt érzékeli, hogy a katódszuszpenzió sűrűsége meghaladja a célértéket, automatikusan kiszámítja az eltérést, és egy adagolószivattyún keresztül megfelelő mennyiségű oldószert adagol; ha a sűrűség túl alacsony, elődiszpergált katalizátor anyalúgot ad hozzá. Ez a dinamikus hurokvezérlés nemcsak a képletbeli eltéréseket korrigálja, hanem a historikus adatok elemzésén keresztül előrejelzi a lehetséges problémákat is. Amikor a sűrűségingadozások meghaladják a küszöbértékeket, a rendszer riasztásokat indít, hogy jelezze a potenciális nem egyenletes diszperziót vagy fázisszétválást, tovább elkerülve a tételminőségi baleseteket.