Meningkatkan Ketepatan Rasio Pencampuran Bubur dengan Pengukur Kepadatan Inline

Lonnmeter Group, produsen dan pemasok terkemuka alat pengukur densitas inline, telah mendedikasikan puluhan tahun untuk menyediakan solusi profesional bagi klien di seluruh dunia. Solusi ini telah membantu banyak pabrik industri, pembangkit listrik, dan perusahaan metalurgi mengurangi biaya dan meningkatkan efisiensi.

Peran Penting Pencampuran Bubur

Performa MEA sel bahan bakar hidrogen sangat bergantung pada keseragaman dan stabilitas bubur katalis. Misalnya, bubur anoda membutuhkan katalis Pt-C 15% yang terdispersi secara merata dalam pelarut campuran 40% air deionisasi, 40% metanol, dan 5% larutan ionomer; bubur katoda membutuhkan proporsi katalis (20%) dan pengikat (10%) yang lebih tinggi. Rasio yang tepat ini tidak hanya memengaruhi sifat fisik bubur tetapi juga secara langsung memengaruhi distribusi situs aktif katalitik dan konduktivitas proton.

Pengendalian densitas yang tidak tepat dapat menyebabkan aglomerasi atau sedimentasi katalis, yang mengakibatkan ketebalan lapisan katalis yang tidak merata dan bahkan kinerja baterai secara keseluruhan. Misalnya, densitas yang lebih tinggi dapat mengindikasikan penguapan katalis atau pelarut yang berlebihan, meningkatkan viskositas bubur dan menyebabkan cacat "kulit jeruk" atau "lubang kecil" selama pelapisan; densitas yang lebih rendah dapat mengindikasikan katalis yang tidak mencukupi, gagal menyediakan tempat reaksi yang memadai dan mengurangi efisiensi baterai.

Keterbatasan Pengendalian Kepadatan Slurry Tradisional

Pencampuran bubur katalis tradisional bergantung pada penimbangan manual dan pengujian offline di tahap primer. Pendekatan ini sangat tertinggal dari proses waktu nyata—memperoleh hasil pengujian dari pengambilan sampel seringkali membutuhkan waktu 15–30 menit, di mana pada saat itu bubur mungkin telah memasuki proses selanjutnya, yang menyebabkan pemborosan pengerjaan ulang yang substansial.

Pengoperasian manual kesulitan mendeteksi aglomerasi partikel katalis skala nano. Selain itu, faktor-faktor seperti perubahan suhu dan penguapan pelarut menyebabkan fluktuasi densitas dinamis dalam bubur, yang tidak dapat dikompensasi oleh proses tradisional secara real-time, sehingga semakin memperburuk risiko ketidakstabilan kualitas.

Prinsip Kerja dan Keunggulan Teknis

Untuk mengatasi tantangan ini, para insinyur Lonnmeter mengembangkan meter densitas inline berdasarkan prinsip gaya Coriolis, yang mengukur frekuensi getaran fluida untuk mendapatkan data densitas secara real-time dengan presisi hingga ±0,001 g/cm³. Dalam pencampuran bubur bahan bakar sel hidrogen, perangkat pemantauan presisi tinggi ini dapat dipasang di outlet tangki pencampur atau pipa sirkulasi untuk terus mengumpulkan data densitas dan suhu, dengan algoritma kompensasi yang menghilangkan dampak suhu pada densitas.

Selain pengukur densitas Coriolis, Lonnmeter juga telah mengembangkan pengukur densitas inline lainnya seperti pengukur densitas garpu tala dan pengukur densitas ultrasonik untuk menyediakan sensor pemantauan densitas cerdas untuk berbagai kondisi kerja. Ketika mendeteksi bahwa densitas bubur katoda melebihi nilai target, sistem secara otomatis menghitung penyimpangan dan menambahkan jumlah pelarut yang sesuai melalui pompa pengukur; jika densitas terlalu rendah, cairan induk katalis yang telah didispersikan sebelumnya ditambahkan. Kontrol loop dinamis ini tidak hanya mengoreksi penyimpangan formula tetapi juga memprediksi potensi masalah melalui analisis data historis. Ketika fluktuasi densitas melebihi ambang batas, sistem akan memicu alarm untuk mengingatkan potensi dispersi yang tidak seragam atau pemisahan fase, sehingga menghindari kecelakaan kualitas batch lebih lanjut.