Lonnmeter Group, johtava linjatiheysmittareiden valmistaja ja toimittaja, on omistautunut vuosikymmenten ajan ammattimaisten ratkaisujen tarjoamiseen asiakkaille maailmanlaajuisesti. Nämä ratkaisut ovat auttaneet lukuisia teollisuuslaitoksia, voimalaitoksia ja metallurgisia yrityksiä vähentämään kustannuksia ja parantamaan tehokkuutta.

Lietteen sekoittamisen kriittinen rooli

Vetypolttokennojen MEA-yhdisteiden suorituskyky riippuu suuresti katalyyttislietteiden tasaisuudesta ja stabiilisuudesta. Esimerkiksi anodilietteet vaativat 15 % Pt-C-katalyyttiä, joka on tasaisesti dispergoitunut seokseen, jossa on 40 % deionisoitua vettä, 40 % metanolia ja 5 % ionomeeriliuosta; katodilietteet vaativat suurempia katalyytin (20 %) ja sideaineen (10 %) osuuksia. Tämä tarkka suhde ei ainoastaan ​​vaikuta lietteen fysikaalisiin ominaisuuksiin, vaan myös suoraan katalyyttisesti aktiivisten kohtien jakautumiseen ja protonien johtavuuteen.

Virheellinen tiheyden säätö voi aiheuttaa katalyytin agglomeraatiota tai sedimentaatiota, mikä johtaa pinnoitetun katalyytin epätasaiseen paksuuteen ja jopa akun kokonaissuorituskykyyn. Esimerkiksi suurempi tiheys voi viitata liialliseen katalyytin tai liuottimen haihtumiseen, mikä lisää lietteen viskositeettia ja aiheuttaa "appelsiininkuori"- tai "neulanreikä"-virheitä pinnoituksen aikana; pienempi tiheys voi viitata riittämättömään katalyytiin, joka ei tarjoa riittäviä reaktiokohtia ja heikentää akun tehokkuutta.

Perinteisen lietteen tiheyden hallinnan rajoitukset

Perinteinen katalyyttilietteen sekoitus perustuu manuaaliseen punnitukseen ja offline-testaukseen alkuvaiheessa. Tämä lähestymistapa on huomattavasti jäljessä reaaliaikaisista prosesseista – testitulosten saaminen näytteenotosta kestää usein 15–30 minuuttia, minkä jälkeen liete on saattanut siirtyä seuraavaan prosessiin, mikä johtaa huomattavaan uudelleentyöstöjätteeseen.

Manuaalisissa operaatioissa on vaikeuksia havaita nanomittakaavan katalyyttihiukkasten agglomeraatiota. Lisäksi tekijät, kuten lämpötilan muutokset ja liuottimen haihtuminen, aiheuttavat lieteiden dynaamisia tiheysvaihteluita, joita perinteiset prosessit eivät pysty kompensoimaan reaaliajassa, mikä pahentaa entisestään laadun epävakauden riskejä.

Toimintaperiaate ja tekniset edut

Näiden haasteiden ratkaisemiseksi Lonnmeter-insinöörit kehittivät Coriolis-voimaperiaatteeseen perustuvia linjatiheysmittareita, jotka mittaavat nesteen värähtelytaajuutta ja saavat reaaliaikaista tiheysdataa jopa ±0,001 g/cm³ tarkkuudella. Vetypolttokennojen lietesekoituksessa nämä tarkat valvontalaitteet voidaan asentaa sekoitussäiliöiden tai kiertovesiputkien ulostuloon keräämään jatkuvasti tiheys- ja lämpötiladataa, ja kompensointialgoritmit poistavat lämpötilan vaikutuksen tiheyteen.

Coriolis-tiheysmittareiden lisäksi Lonnmeter on kehittänyt myös muita linjassa toimivia tiheysmittareita, kuten virityshaarukkamittareita ja ultraäänimittareita, jotka tarjoavat älykkäitä tiheydenvalvonta-antureita erilaisiin käyttöolosuhteisiin. Kun järjestelmä havaitsee, että katodilietteen tiheys ylittää tavoitearvon, se laskee automaattisesti poikkeaman ja lisää sopivan määrän liuotinta annostelupumpun kautta. Jos tiheys on liian alhainen, lisätään esidispergoitua katalyytin emäliuosta. Tämä dynaaminen silmukkaohjaus ei ainoastaan ​​korjaa kaavan poikkeamia, vaan myös ennustaa mahdollisia ongelmia historiallisen datan analysoinnin avulla. Kun tiheysvaihtelut ylittävät kynnysarvot, järjestelmä laukaisee hälytykset, jotka varoittavat mahdollisesta epätasaisesta dispersiosta tai faasierotuksesta, välttäen siten erälaatuonnettomuuksia entisestään.