Lonnmeter Group, vodeći proizvođač i dobavljač linijskih mjerača gustoće, posvetio se desetljećima pružanju profesionalnih rješenja klijentima diljem svijeta. Ta su rješenja pomogla brojnim industrijskim tvornicama, elektranama i metalurškim poduzećima da smanje troškove i poboljšaju učinkovitost.

Ključna uloga miješanja suspenzije

Performanse MEA-a vodikovih gorivnih ćelija uvelike ovise o ujednačenosti i stabilnosti katalitičkih suspenzija. Na primjer, anodne suspenzije zahtijevaju 15% Pt-C katalizatora jednoliko dispergiranog u miješanoj otopini od 40% deionizirane vode, 40% metanola i 5% otopine ionomera; katodne suspenzije zahtijevaju veće udjele katalizatora (20%) i veziva (10%). Ovaj precizan omjer ne utječe samo na fizička svojstva suspenzije, već izravno utječe i na raspodjelu katalitičkih aktivnih mjesta i protonsku vodljivost.

Nepravilna kontrola gustoće može uzrokovati aglomeraciju ili sedimentaciju katalizatora, što rezultira neravnomjernom debljinom obloženog katalizatora, pa čak i ukupnim performansama baterije. Na primjer, veća gustoća može ukazivati ​​na prekomjerno isparavanje katalizatora ili otapala, povećavajući viskoznost suspenzije i uzrokujući nedostatke "narančine kore" ili "rupice" tijekom oblaganja; niža gustoća može ukazivati ​​na nedovoljan katalizator, što ne osigurava odgovarajuća mjesta za reakciju i smanjuje učinkovitost baterije.

Ograničenja tradicionalne kontrole gustoće mulja

Tradicionalno miješanje katalitičke suspenzije oslanja se na ručno vaganje i offline testiranje u primarnoj fazi. Ovaj pristup uvelike zaostaje za procesom u stvarnom vremenu - dobivanje rezultata ispitivanja iz uzorkovanja često traje 15-30 minuta, do kada suspenzija može ući u sljedeći proces, što dovodi do značajnog otpada od ponovne obrade.

Ručne operacije teško otkrivaju aglomeraciju nanočestica katalizatora. Osim toga, čimbenici poput promjena temperature i isparavanja otapala uzrokuju dinamičke fluktuacije gustoće u suspenzijama, koje tradicionalni procesi ne mogu kompenzirati u stvarnom vremenu, što dodatno pogoršava rizike nestabilnosti kvalitete.

Princip rada i tehničke prednosti

Kako bi se riješili ovi izazovi, Lonnmeterovi inženjeri razvili su linijske mjerače gustoće temeljene na principu Coriolisove sile, koji mjere frekvenciju vibracija fluida kako bi dobili podatke o gustoći u stvarnom vremenu s preciznošću do ±0,001 g/cm³. Kod miješanja suspenzije u vodikovim gorivnim ćelijama, ovi visokoprecizni uređaji za praćenje mogu se instalirati na izlazu iz spremnika za miješanje ili cirkulacijskih cjevovoda kako bi kontinuirano prikupljali podatke o gustoći i temperaturi, s algoritmima kompenzacije koji eliminiraju utjecaj temperature na gustoću.

Osim Coriolisovih mjerača gustoće, Lonnmeter je razvio i druge linijske mjerače gustoće, kao što su mjerači gustoće s vilicom za podešavanje i ultrazvučni mjerači gustoće, kako bi osigurao inteligentne senzore za praćenje gustoće za različite radne uvjete. Kada se otkrije da gustoća katodne suspenzije prelazi ciljanu vrijednost, sustav automatski izračunava odstupanje i dodaje odgovarajuću količinu otapala putem dozirne pumpe; ako je gustoća preniska, dodaje se prethodno dispergirana matična tekućina katalizatora. Ova dinamička kontrola petlje ne samo da ispravlja odstupanja formule, već i predviđa potencijalne probleme putem analize povijesnih podataka. Kada fluktuacije gustoće prijeđu pragove, sustav aktivira alarme kako bi upozorio na potencijalnu neujednačenu disperziju ili odvajanje faza, dodatno izbjegavajući nesreće s kvalitetom serije.