Lonnmeter Group, produsen dan pemasok terkemuka alat ukur kepadatan 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

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

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

Keterbatasan Pengendalian Kepadatan Bubur Tradisional

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

Operasi manual kesulitan mendeteksi penggumpalan partikel katalis berskala 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, yang selanjutnya memperburuk risiko ketidakstabilan kualitas.

Prinsip Kerja dan Keunggulan Teknis

Untuk mengatasi tantangan ini, teknisi Lonnmeter mengembangkan pengukur kepadatan inline berdasarkan prinsip gaya Coriolis, yang mengukur frekuensi getaran fluida untuk memperoleh data kepadatan waktu nyata dengan presisi hingga ±0,001 g/cm³. Dalam pencampuran bubur sel bahan bakar hidrogen, perangkat pemantauan presisi tinggi ini dapat dipasang di outlet tangki pencampuran atau jaringan pipa sirkulasi untuk terus mengumpulkan data kepadatan dan suhu, dengan algoritma kompensasi yang menghilangkan dampak suhu pada kepadatan.

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