Lonnmeter Group, en ledende produsent og leverandør av inline-tetthetsmålere, har i flere tiår levert profesjonelle løsninger til kunder over hele verden. Disse løsningene har hjulpet en rekke industrifabrikker, kraftverk og metallurgiske bedrifter med å redusere kostnader og forbedre effektiviteten.

Den kritiske rollen til blanding av slam

Ytelsen til MEA-er i hydrogenbrenselceller avhenger i stor grad av ensartetheten og stabiliteten til katalysatoroppslemminger. For eksempel krever anodeoppslemminger 15 % Pt-C-katalysator jevnt dispergert i et blandet løsningsmiddel av 40 % avionisert vann, 40 % metanol og 5 % ionomerløsning; katodeoppslemminger krever høyere andeler katalysator (20 %) og bindemiddel (10 %). Dette nøyaktige forholdet påvirker ikke bare oppslemmingens fysiske egenskaper, men påvirker også direkte fordelingen av katalytiske aktive steder og protonledningsevne.

Feil tetthetskontroll kan forårsake agglomerering eller sedimentering av katalysatoren, noe som resulterer i ujevn tykkelse på den belagte katalysatoren og til og med den generelle batteriets ytelse. For eksempel kan en høyere tetthet indikere overdreven fordampning av katalysator eller løsemiddel, øke viskositeten i oppslemmingen og forårsake "appelsinskall"- eller "nålehull"-defekter under belegget. En lavere tetthet kan indikere utilstrekkelig katalysator, som ikke gir tilstrekkelige reaksjonssteder og reduserer batteriets effektivitet.

Begrensninger ved tradisjonell kontroll av slammetetthet

Tradisjonell blanding av katalysatorslam er avhengig av manuell veiing og offline-testing i primærfasen. Denne tilnærmingen henger sterkt etter sanntidsprosessen – det tar ofte 15–30 minutter å innhente testresultater fra prøvetaking, og da kan slammet ha gått inn i neste prosess, noe som fører til betydelig avfall fra etterarbeid.

Manuelle operasjoner har problemer med å oppdage nanoskala katalysatorpartikkelagglomerering. I tillegg forårsaker faktorer som temperaturendringer og løsemiddelfordampning dynamiske tetthetsfluktuasjoner i oppslemminger, som tradisjonelle prosesser ikke kan kompensere for i sanntid, noe som ytterligere forverrer risikoen for kvalitetsinstabilitet.

Arbeidsprinsipp og tekniske fordeler

For å møte disse utfordringene utviklet Lonnmeters ingeniører innebygde tetthetsmålere basert på Coriolis-kraftprinsippet, som måler væskevibrasjonsfrekvens for å oppnå sanntids tetthetsdata med presisjon opptil ±0,001 g/cm³. Ved blanding av hydrogenbrenselceller kan disse høypresisjonsovervåkingsenhetene installeres ved utløpet av blandetanker eller sirkulasjonsrørledninger for kontinuerlig å samle inn tetthets- og temperaturdata, med kompensasjonsalgoritmer som eliminerer temperaturens påvirkning på tetthet.

Utover Coriolis-tetthetsmålere har Lonnmeter også utviklet andre inline-tetthetsmålere, som stemmegaffeltetthetsmålere og ultralydtetthetsmålere, for å gi intelligente tetthetsovervåkingssensorer for ulike arbeidsforhold. Når systemet oppdager at katodeslammetettheten overstiger målverdien, beregner det automatisk avviket og tilsetter en passende mengde løsemiddel gjennom en doseringspumpe. Hvis tettheten er for lav, tilsettes forhåndsdispergert katalysatormoderlut. Denne dynamiske sløyfekontrollen korrigerer ikke bare formelavvik, men forutsier også potensielle problemer gjennom historisk dataanalyse. Når tetthetsfluktuasjoner overstiger terskler, utløser systemet alarmer for å varsle om potensiell ikke-jevn dispersjon eller faseseparasjon, noe som ytterligere unngår ulykker med batchkvaliteten.