इनलाइन घनत्व मीटरों का उपयोग करके घोल के मिश्रण अनुपात की सटीकता में सुधार करना

इनलाइन डेंसिटी मीटर के अग्रणी निर्माता और आपूर्तिकर्ता, लोन्नमीटर ग्रुप ने विश्वभर में ग्राहकों को पेशेवर समाधान प्रदान करने के लिए दशकों का समय समर्पित किया है। इन समाधानों ने कई औद्योगिक कारखानों, बिजली संयंत्रों और धातुकर्म उद्यमों को लागत कम करने और दक्षता बढ़ाने में मदद की है।

स्लरी मिश्रण की महत्वपूर्ण भूमिका

हाइड्रोजन ईंधन सेल MEA का प्रदर्शन उत्प्रेरक घोल की एकरूपता और स्थिरता पर बहुत अधिक निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, एनोड घोल के लिए 15% Pt-C उत्प्रेरक की आवश्यकता होती है जो 40% विआयनीकृत जल, 40% मेथनॉल और 5% आयनोमर विलयन के मिश्रित विलायक में समान रूप से फैला हो; कैथोड घोल के लिए उत्प्रेरक (20%) और बाइंडर (10%) का अनुपात अधिक होना आवश्यक है। यह सटीक अनुपात न केवल घोल के भौतिक गुणों को प्रभावित करता है बल्कि उत्प्रेरक सक्रिय स्थलों के वितरण और प्रोटॉन चालकता को भी सीधे तौर पर प्रभावित करता है।

घनत्व का अनुचित नियंत्रण उत्प्रेरक के एकत्रीकरण या अवसादन का कारण बन सकता है, जिसके परिणामस्वरूप लेपित उत्प्रेरक की मोटाई असमान हो जाती है और बैटरी का समग्र प्रदर्शन भी प्रभावित होता है। उदाहरण के लिए, उच्च घनत्व उत्प्रेरक या विलायक के अत्यधिक वाष्पीकरण का संकेत दे सकता है, जिससे घोल की चिपचिपाहट बढ़ जाती है और कोटिंग के दौरान "संतरे के छिलके" या "छोटा छेद" जैसे दोष उत्पन्न हो सकते हैं; वहीं, कम घनत्व अपर्याप्त उत्प्रेरक का संकेत दे सकता है, जिससे पर्याप्त प्रतिक्रिया स्थल उपलब्ध नहीं हो पाते और बैटरी की दक्षता कम हो जाती है।

परंपरागत स्लरी घनत्व नियंत्रण की सीमाएँ

परंपरागत उत्प्रेरक घोल मिश्रण प्रक्रिया प्राथमिक चरण में मैन्युअल तौल और ऑफ़लाइन परीक्षण पर निर्भर करती है। यह तरीका वास्तविक समय की प्रक्रिया से बहुत पीछे है—नमूने से परीक्षण परिणाम प्राप्त करने में अक्सर 15-30 मिनट लग जाते हैं, तब तक घोल अगली प्रक्रिया में प्रवेश कर चुका होता है, जिससे काफी मात्रा में पुनः कार्य की बर्बादी होती है।

मैनुअल प्रक्रियाओं में नैनोस्केल उत्प्रेरक कणों के समूह का पता लगाना मुश्किल होता है। इसके अलावा, तापमान परिवर्तन और विलायक वाष्पीकरण जैसे कारक घोल में गतिशील घनत्व उतार-चढ़ाव पैदा करते हैं, जिनकी भरपाई पारंपरिक प्रक्रियाएं वास्तविक समय में नहीं कर सकतीं, जिससे गुणवत्ता अस्थिरता का खतरा और बढ़ जाता है।

कार्य सिद्धांत और तकनीकी लाभ

इन चुनौतियों से निपटने के लिए, लोन्नमीटर के इंजीनियरों ने कोरिओलिस बल सिद्धांत पर आधारित इनलाइन घनत्व मीटर विकसित किए हैं, जो द्रव कंपन आवृत्ति को मापकर ±0.001 g/cm³ तक की सटीकता के साथ वास्तविक समय में घनत्व डेटा प्राप्त करते हैं। हाइड्रोजन ईंधन सेल के स्लरी मिश्रण में, इन उच्च-सटीकता वाले निगरानी उपकरणों को मिश्रण टैंकों या परिसंचरण पाइपलाइनों के आउटलेट पर स्थापित किया जा सकता है ताकि घनत्व और तापमान डेटा को लगातार एकत्र किया जा सके, और क्षतिपूर्ति एल्गोरिदम घनत्व पर तापमान के प्रभाव को समाप्त कर सकें।

कोरियोलिस घनत्व मीटरों के अलावा, लोन्नमीटर ने ट्यूनिंग फोर्क घनत्व मीटर और अल्ट्रासोनिक घनत्व मीटर जैसे अन्य इनलाइन घनत्व मीटर भी विकसित किए हैं, जो विभिन्न कार्य स्थितियों के लिए बुद्धिमान घनत्व निगरानी सेंसर प्रदान करते हैं। कैथोड स्लरी का घनत्व लक्ष्य मान से अधिक होने पर, सिस्टम स्वचालित रूप से विचलन की गणना करता है और एक मीटरिंग पंप के माध्यम से विलायक की उचित मात्रा मिलाता है; यदि घनत्व बहुत कम है, तो पूर्व-प्रकीर्णित उत्प्रेरक मदर लिकर मिलाया जाता है। यह गतिशील लूप नियंत्रण न केवल सूत्र विचलनों को ठीक करता है, बल्कि ऐतिहासिक डेटा विश्लेषण के माध्यम से संभावित समस्याओं का पूर्वानुमान भी लगाता है। जब घनत्व में उतार-चढ़ाव सीमा से अधिक हो जाता है, तो सिस्टम संभावित असमान फैलाव या चरण पृथक्करण के लिए अलार्म बजाता है, जिससे बैच गुणवत्ता संबंधी दुर्घटनाओं से बचा जा सकता है।