קבוצת Lonnmeter, יצרנית וספקית מובילה של מדי צפיפות מקוונים, מקדישה עשרות שנים למתן פתרונות מקצועיים ללקוחות ברחבי העולם. פתרונות אלה סייעו למפעלים תעשייתיים רבים, תחנות כוח ומפעלי מתכות להפחית עלויות ולשפר את היעילות.

התפקיד הקריטי של ערבוב תרחיפים

ביצועי MEAs של תאי דלק מימן תלויים במידה רבה באחידות וביציבות של תרחיף הזרז. לדוגמה, תרחיף אנודה דורש 15% זרז Pt-C מפוזר באופן אחיד בממס מעורב של 40% מים מזוקקים, 40% מתנול ו-5% תמיסת יונומר; תרחיף קתודה דורש שיעורים גבוהים יותר של זרז (20%) וקשר (10%). יחס מדויק זה לא רק משפיע על התכונות הפיזיקליות של התרחיף אלא גם משפיע ישירות על פיזור האתרים הפעילים הקטליטיים ועל מוליכות הפרוטונים.

בקרת צפיפות לקויה עלולה לגרום להצטברות או שקיעה של הזרז, וכתוצאה מכך לעובי לא אחיד של הזרז המצופה ואף לביצועי הסוללה הכוללים. לדוגמה, צפיפות גבוהה יותר עשויה להצביע על אידוי מוגזם של הזרז או הממס, להגביר את צמיגות התרחיף ולגרום לפגמים של "קליפת תפוז" או "חור סיכה" במהלך הציפוי; צפיפות נמוכה יותר עשויה להצביע על זרז לא מספק, לא לספק אתרי תגובה נאותים ולהפחית את יעילות הסוללה.

מגבלות של בקרת צפיפות סלארי מסורתית

ערבוב מסורתי של תרחיף זרז מסתמך על שקילה ידנית ובדיקות לא מקוונות בתהליכים הראשוניים. גישה זו מפגרת מאוד אחרי תהליכים בזמן אמת - קבלת תוצאות בדיקה מהדגימה אורכת לעתים קרובות 15-30 דקות, ובשלב זה התרחיף עשוי להיכנס לתהליך הבא, מה שמוביל לבזבוז משמעותי של עיבוד חוזר.

פעולות ידניות מתקשות לזהות הצטברות של חלקיקי זרז בקנה מידה ננומטרי. בנוסף, גורמים כמו שינויי טמפרטורה ואידוי ממס גורמים לתנודות דינמיות בצפיפות בתרחיפים, שתהליכים מסורתיים אינם יכולים לפצות עליהן בזמן אמת, מה שמחמיר עוד יותר את הסיכונים לחוסר יציבות באיכות.

עקרון עבודה ויתרונות טכניים

כדי להתמודד עם אתגרים אלה, מהנדסי Lonnmeter פיתחו מדי צפיפות מובנים המבוססים על עקרון כוח קוריוליס, המודדים את תדירות רעידות הנוזל כדי לקבל נתוני צפיפות בזמן אמת בדיוק של עד ±0.001 גרם/סמ"ק. בערבוב תרחיפים של תאי דלק מימן, ניתן להתקין התקני ניטור מדויקים אלה ביציאה של מיכלי ערבוב או צינורות סירקולציה כדי לאסוף באופן רציף נתוני צפיפות וטמפרטורה, כאשר אלגוריתמי פיצוי מבטלים את השפעת הטמפרטורה על הצפיפות.

מעבר למדי צפיפות קוריוליס, Lonnmeter פיתחה גם מדי צפיפות מובנים אחרים כגון מדי צפיפות מזלג כוונון ומדי צפיפות אולטרסאונד כדי לספק חיישני ניטור צפיפות חכמים לתנאי עבודה שונים. כאשר המערכת מזהה שצפיפות תרחיף הקתודה עולה על ערך היעד, היא מחשבת אוטומטית את הסטייה ומוסיפה כמות מתאימה של ממס דרך משאבת מדידה; אם הצפיפות נמוכה מדי, מוסיפים נוזל אם זרז מפוזר מראש. בקרת לולאה דינמית זו לא רק מתקנת סטיות בנוסחה אלא גם מנבאת בעיות פוטנציאליות באמצעות ניתוח נתונים היסטוריים. כאשר תנודות הצפיפות חורגות מספי הספק, המערכת מפעילה אזעקות כדי להצביע על פיזור לא אחיד או הפרדת פאזות אפשריים, ובכך מונעת עוד יותר תאונות באיכות האצווה.