Ūdeņraža degvielas elementu ražošanas nozarē membrānas elektrodu mezgls (MEA) kalpo kā galvenā enerģijas pārveidošanas sastāvdaļa, kas tieši nosaka akumulatora efektivitāti un kalpošanas laiku. Pirmais solis MEA ražošanā, izmantojot siltuma pārnesi, ir katalizatora suspensijas sajaukšana — kritisks solis, kas ietekmē gala produkta kvalitāti. Šis process prasa precīzu Pt-C katalizatoru, šķīdinātāju un saistvielu sajaukšanu, lai izveidotu vienmērīgi izkliedētu stabilu maisījumu.
Tradicionālajā maisīšanā ir grūti precīzi kontrolēt katra komponenta proporciju un dispersijas stāvokli, kā rezultātā rodas tādas problēmas kā nevienmērīgs pārklājums un samazināta katalītiskā aktivitāte turpmākajos posmos.iebūvētie blīvuma mērītāji piedāvā revolucionāru risinājumu, kas ļauj precīzi regulēt komponentu attiecības un dispersijas efektus, reāllaikā uzraugot suspensijas blīvuma izmaiņas.
Lonnmeter Group, vadošais iebūvēto blīvuma mērītāju ražotājs un piegādātājs, jau gadu desmitiem ir veltījis sevi profesionālu risinājumu nodrošināšanai klientiem visā pasaulē. Šie risinājumi ir palīdzējuši daudzām rūpniecības rūpnīcām, elektrostacijām un metalurģijas uzņēmumiem samazināt izmaksas un uzlabot efektivitāti.
Šķidruma maisīšanas kritiskā loma
Ūdeņraža degvielas elementu MEA veiktspēja ir ļoti atkarīga no katalizatora suspensiju vienmērīguma un stabilitātes. Piemēram, anoda suspensijām nepieciešams 15% Pt-C katalizatora, kas vienmērīgi izkliedēts šķīdinātāja maisījumā, kas sastāv no 40% dejonizēta ūdens, 40% metanola un 5% jonomēru šķīduma; katoda suspensijām nepieciešamas lielākas katalizatora (20%) un saistvielas (10%) proporcijas. Šī precīzā attiecība ne tikai ietekmē suspensijas fizikālās īpašības, bet arī tieši ietekmē katalītiski aktīvo vietu sadalījumu un protonu vadītspēju.
Nepareiza blīvuma kontrole var izraisīt katalizatora aglomerāciju vai nogulsnēšanos, kā rezultātā pārklājuma katalizatora biezums var būt nevienmērīgs un pat akumulatora kopējā veiktspēja ir vienāda. Piemēram, lielāks blīvums var liecināt par pārmērīgu katalizatora vai šķīdinātāja iztvaikošanu, palielinot suspensijas viskozitāti un izraisot "apelsīna mizas" vai "caurumu" defektus pārklāšanas laikā; zemāks blīvums var liecināt par nepietiekamu katalizatora daudzumu, nenodrošinot atbilstošas reakcijas vietas un samazinot akumulatora efektivitāti.
Tradicionālās vircas blīvuma kontroles ierobežojumi
Tradicionālā katalizatora suspensijas sajaukšana balstās uz manuālu svēršanu un bezsaistes testēšanu primārajā procesā. Šī pieeja ievērojami atpaliek no reāllaika procesa — testa rezultātu iegūšana no paraugu ņemšanas bieži vien aizņem 15–30 minūtes, un līdz tam laikam suspensija var būt nonākusi nākamajā procesā, radot ievērojamus atkritumus pārstrādes procesā.
Manuālām darbībām ir grūti noteikt nanoskalas katalizatora daļiņu aglomerāciju. Turklāt tādi faktori kā temperatūras izmaiņas un šķīdinātāja iztvaikošana izraisa dinamiskas blīvuma svārstības suspensijās, ko tradicionālie procesi nevar kompensēt reāllaikā, vēl vairāk saasinot kvalitātes nestabilitātes riskus.
Darbības princips un tehniskās priekšrocības
Lai risinātu šīs problēmas, Lonnmeter inženieri izstrādāja iebūvētus blīvuma mērītājus, kuru pamatā ir Koriolisa spēka princips, kas mēra šķidruma vibrācijas frekvenci, lai iegūtu reāllaika blīvuma datus ar precizitāti līdz ±0,001 g/cm³. Ūdeņraža degvielas elementu suspensijas maisīšanā šīs augstas precizitātes uzraudzības ierīces var uzstādīt maisīšanas tvertņu vai cirkulācijas cauruļvadu izejā, lai nepārtraukti apkopotu blīvuma un temperatūras datus, un kompensācijas algoritmi novērš temperatūras ietekmi uz blīvumu.
Papildus Koriolisa blīvuma mērītājiem Lonnmeter ir izstrādājis arī citus iebūvētus blīvuma mērītājus, piemēram, kamertoņa blīvuma mērītājus un ultraskaņas blīvuma mērītājus, lai nodrošinātu viedus blīvuma uzraudzības sensorus dažādiem darba apstākļiem. Konstatējot, ka katoda suspensijas blīvums pārsniedz mērķa vērtību, sistēma automātiski aprēķina novirzi un pievieno atbilstošu šķīdinātāja daudzumu, izmantojot dozēšanas sūkni; ja blīvums ir pārāk zems, tiek pievienots iepriekš disperģēts katalizatora mātes šķīdums. Šī dinamiskā cilpas vadība ne tikai koriģē formulas novirzes, bet arī prognozē potenciālas problēmas, izmantojot vēsturisko datu analīzi. Kad blīvuma svārstības pārsniedz robežvērtības, sistēma aktivizē trauksmes signālus, lai brīdinātu par iespējamu nevienmērīgu dispersiju vai fāžu atdalīšanos, vēl vairāk novēršot partijas kvalitātes negadījumus.
Nepārtrauktas blīvuma monitoringa rezultāti
Uzlabota degvielas elementu stabilitāte
Lonnmeter iebūvētie blīvuma mērītāji ir palīdzējuši degvielas elementu ražotājiem sasniegt ievērojamus izrāvienus katalizatora suspensijas maisīšanā. Pateicoties reāllaika uzraudzībai un inteliģentai regulēšanai, suspensijas blīvuma svārstību diapazoni ir ievērojami samazināti no ±0,03 g/cm³ līdz ±0,001 g/cm³. Šis uzlabojums tieši uzlabo produkta konsistenci un veiktspējas stabilitāti, palielinot viena uzņēmuma degvielas elementu jaudas blīvumu par 15%.
Ievērojami uzlabota ražošanas efektivitāte
Vienas partijas ražošanas laiks ir saīsināts, un ikgadējie ietaupījumi materiālu un pārstrādes izmaksās pārsniedz 300 000 USD. Turklāt iebūvēto blīvuma mērītāju izmantošana ir optimizējusi visu procesu. Integrēti ar DCS sistēmām, tie nodrošina pilnībā digitalizētu pārvaldību, sākot no formulas pārvaldības līdz kvalitātes izsekojamībai, liekot pamatu liela mēroga ūdeņraža degvielas elementu ražošanai.
Dziļa nozīme ūdeņraža enerģijas nozarei
Kā galvenais tīras enerģijas nesējs, ūdeņraža degvielas elementi saskaras ar diviem izaicinājumiem: veiktspējas uzlabošana un izmaksu samazināšana. Iebūvētas blīvuma mērītāja tehnoloģijas pielietošana ne tikai atrisina galvenās procesa problēmas MEA ražošanā, bet arī veicina tehnoloģisko modernizāciju visā ūdeņraža enerģijas nozares ķēdē.
Ja jūs meklējatiebūvētie procesa sensoriLai samazinātu izmaksas un palielinātu efektivitāti automatizētā ražošanā, Lonnmeter viedās mērierīces ir viena no jūsu ideālajām izvēlēm. Uzņēmums piedāvā100 bezmaksas paraugi visā pasaulē—daudzums ir ierobežots, tāpēc rīkojieties ātri! Sazinieties ar mums, lai saņemtu bezmaksas pielāgotu risinājumu un pieteiktos bezmaksas paraugiem.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 6. jūnijs
