燃料电池催化剂浆料的称重式离心配料方法及配料装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及燃料电池技术领域，具体涉及燃料电池催化剂浆料的称重式离心配料方法及配料装置，配料方法包括如下步骤：将原料输入无氧舱体内的配料组件中；供氮组件将氮气持续通入无氧舱体内，排出无氧舱体内的氧气；氧气检测组件比对实时氧浓度与预设氧浓度，当实时氧浓度小于或等于预设氧浓度，配料组件对原料进行混合配料，形成催化剂浆料

【技术实现步骤摘要】
燃料电池催化剂浆料的称重式离心配料方法及配料装置


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，具体涉及一种燃料电池催化剂浆料的称重式离心配料方法及配料装置
。

技术介绍

[0002]燃料电池中单电池的核心部件之一是质子交换膜，质子交换膜对电池性能起着关键作用
。
浆料是质子交换膜的重要组成部件
。
质子交换膜上面均匀涂布的催化剂即浆料，其成本占燃料电池较大比重
。
[0003]中国专利
CN217511736U
提供了一种燃料电池浆料混合装置，燃料电池浆料混合装置包括壳体，所述壳体内设置有搅拌装置，所述壳体外接抽真空装置，所述抽真空装置用于对壳体内腔抽真空，所述壳体外接超声发生装置，所述壳体外接排液管，所述排液管上设置有过滤装置
。
该专利通过搅拌装置的机械搅拌结合超声发生装置的超声分散作用进一步增强了颗粒在溶剂中的均匀分散，有利于形成一致性好，稳定性强的电池浆料
。
原料混合和浆料制备过程可持续进行，搅拌时间短，混合效率高，可控性强，装置结构简单
、
操作方便，易于进行工业化应用
。
在该专利中，装置没有对原料混合环境做任何无氧措施，在浆料配料过程中，原材料混合会与氧气发生反应，继而引发燃烧或爆炸
。
[0004]综上所述，在浆料配料过程中，若原料混合反应时存在氧气，原料会与氧气发生反应，继而引发燃烧或爆炸，配料环境存在安全隐患
。

技术实现思路
r/>[0005]本专利技术的目的是提出一种燃料电池催化剂浆料的称重式离心配料方法及配料装置，旨在解决现有的燃料电池的催化剂浆料在混合配料环境中存在着氧气，浆料会与氧气发生反应的安全隐患的技术问题
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提出一种燃料电池催化剂浆料的称重式离心配料方法，所述配料方法包括如下步骤：将原料输入无氧舱体内的配料组件中，并且对原料进行称重；供氮组件将氮气持续通入无氧舱体内，排出无氧舱体内的氧气；氧气检测组件比对无氧舱体内实时氧浓度与预设氧浓度，称重模块比对原料的实时重量以及预设重量，当实时氧浓度小于或等于预设氧浓度，并且实时重量满足预设重量的范围值内，配料组件对原料进行混合配料，形成催化剂浆料
。
[0007]进一步地，所述配料方法还包括如下步骤：在混合配料前，根据配料过程将原料输入配料组件前无氧舱体的氧浓度定义为第一阶段氧浓度
、
将原料输入配料组件过程中的无氧舱体的氧浓度定义为第二阶段氧浓度
、
将原料在配料罐内混合配料过程中的无氧舱体的氧浓度定义为第三阶段氧浓度
、
将原料混合后静置的无氧舱体的氧浓度定义为的第四阶段氧浓度；对无氧舱体的第一阶段氧浓度
、
第二阶段氧浓度
、
第三阶段氧浓度
、
第四阶段氧浓
度设置相应的预设氧浓度值；在原料混合配料过程中，氧气检测组件实时检测无氧舱体的第一阶段氧浓度
、
第二阶段氧浓度
、
第三阶段氧浓度
、
第四阶段氧浓度；分别比对第一阶段氧浓度
、
第二阶段氧浓度
、
第三阶段氧浓度
、
第四阶段氧浓度的实时氧浓度值与相应的预设氧浓度值，若实时氧浓度值高于相应的预设氧浓度值，调节模块提高供氮组件进气流量
。
[0008]进一步地，所述配料方法还包括如下步骤：所述原料包括载体
、
催化剂金属
、
溶剂
、
离聚物，根据催化剂金属的种类调整所述第一阶段氧浓度
、
所述第二阶段氧浓度
、
所述第三阶段氧浓度
、
所述第四阶段氧浓度的预设氧浓度值
。
[0009]进一步地，所述配料方法还包括如下步骤：采集模块记录第一浆料，第二浆料，
......
，第
N
浆料的成分
、
质量以及相对应的第一至第四阶段氧浓度的预设氧浓度值，分别生成第一浆料数据库，第二浆料数据库，
......
，第
N
浆料数据库；匹配模块检测当前浆料的种类及所处的阶段是第一至第四阶段中的哪一阶段，调用与当前浆料相同的浆料数据库；调节模块根据浆料数据库中第一至第四阶段氧浓度的预设氧浓度值及当前浆料所处的阶段，比对当前浆料所处阶段的氧浓度与浆料数据库中相应阶段的预设氧浓度值，若高于相应的预设氧浓度值，调节模块提高供氮组件进气量以及进气压力
。
[0010]进一步地，所述配料方法还包括如下步骤：将采集模块的浆料数据库进行数据归一化，划分为训练数据和测试数据；基于
Xgboost
算法，模型预测模块对训练数据进行模型训练，获得模型参数；输入
Xgboost
模型参数
、
测试数据，进行浆料所处阶段及相应的预设氧浓度值预测；对
Xgboost
模型预测结果进行误差评估，获得预设氧浓度值的预测数据且进行输出
。
[0011]进一步地，所述配料方法还包括如下步骤：收集浆料数据库的历史数据组成建模用的样本集；对当前原料数据进行预处理，确定聚类模型的输入特征变量和输出目标；初始化模型参数，将结果数据和中间环境反馈数据作为特征样本数据，加载
N
个特征样本数据集；初始化训练次数，并使用极端梯度提升算法计算第一至第四阶段氧浓度的预设氧浓度值各输入特征的信息，并归一化，以适配聚类分析对数据的要求；调用
XGBOOST
模型中的训练和参数寻优函数
xgboost .train
，确定最大树深度和迭代次数；当未达到目标次数时，根据前向传播方式获取预测值，并依据实际值和预测值之差计算梯度值
l
，然后通过反向传播方式更新特征变量和输出目标，同时迭代次数加1；当达到目标次数时，获取输出目标函数，然后进入测试集测试，若不满足训练目标则返回初始化训练次数，直到达到训练目标
。
[0012]进一步地，
Xgboost
预测模型表达式如下：其中，表示对
i
个样本的预测值，属于
F
集合范围内，表示通过第
k
棵树对第
i
个样本进行预测；
[0013]训练得到
K
棵树，需要构造训练的目标函数，目标函数
obj
表达式如下：
[0014]其中，为样本
x
i
的训练误差，表示第
k
棵树的正则项，
n
为样本总数
。
[0015]为实现上述目的，本专利技术还提出一种燃料电池催化剂浆料的称重式离心配料装置，包括：无氧舱体，所述无氧舱体内设置有配料组件；供氮组件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种燃料电池催化剂浆料的称重式离心配料方法，其特征在于，所述配料方法包括如下步骤：将原料输入无氧舱体内的配料组件中，并且对原料进行称重；供氮组件将氮气持续通入无氧舱体内，排出无氧舱体内的氧气；氧气检测组件比对无氧舱体内实时氧浓度与预设氧浓度，称重模块比对原料的实时重量以及预设重量，当实时氧浓度小于或等于预设氧浓度，并且实时重量满足预设重量的范围值内，配料组件对原料进行混合配料，形成催化剂浆料；所述配料方法还包括如下步骤：在混合配料前，根据配料过程将原料输入配料组件前无氧舱体的氧浓度定义为第一阶段氧浓度
、
将原料输入配料组件过程中的无氧舱体的氧浓度定义为第二阶段氧浓度
、
将原料在配料罐内混合配料过程中的无氧舱体的氧浓度定义为第三阶段氧浓度
、
将原料混合后静置的无氧舱体的氧浓度定义为的第四阶段氧浓度；对无氧舱体的第一阶段氧浓度
、
第二阶段氧浓度
、
第三阶段氧浓度
、
第四阶段氧浓度设置相应的预设氧浓度值；在原料混合配料过程中，氧气检测组件实时检测无氧舱体的第一阶段氧浓度
、
第二阶段氧浓度
、
第三阶段氧浓度
、
第四阶段氧浓度；分别比对第一阶段氧浓度
、
第二阶段氧浓度
、
第三阶段氧浓度
、
第四阶段氧浓度的实时氧浓度值与相应的预设氧浓度值，若实时氧浓度值高于相应的预设氧浓度值，调节模块提高供氮组件进气流量
。2.
根据权利要求1所述的燃料电池催化剂浆料的称重式离心配料方法，其特征在于，所述配料方法还包括如下步骤：所述原料包括载体
、
催化剂金属
、
溶剂
、
离聚物，根据催化剂金属的种类调整所述第一阶段氧浓度
、
所述第二阶段氧浓度
、
所述第三阶段氧浓度
、
所述第四阶段氧浓度的预设氧浓度值
。3.
根据权利要求2所述的燃料电池催化剂浆料的称重式离心配料方法，其特征在于，所述配料方法还包括如下步骤：采集模块记录第一浆料，第二浆料，
......
，第
N
浆料的成分
、
质量以及相对应的第一至第四阶段氧浓度的预设氧浓度值，分别生成第一浆料数据库，第二浆料数据库，
......
，第
N
浆料数据库；匹配模块检测当前浆料的种类及所处的阶段是第一至第四阶段中的哪一阶段，调用与当前浆料相同的浆料数据库；调节模块根据浆料数据库中第一至第四阶段氧浓度的预设氧浓度值及当前浆料所处的阶段，比对当前浆料所处阶段的氧浓度与浆料数据库中相应阶段的预设氧浓度值，若高于相应的预设氧浓度值，调节模块提高供氮组件进气量以及进气压力
。4.
根据权利要求3所述的燃料电池催化剂浆料的称重式离心配料方法，其特征在于，所述配料方法还包括如下步骤：将采集模块的浆料数据库进行数据归一化，划分为训练数据和测试数据；基于
Xgboo...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨少生，王雅文，江小曼，宋明军，杨锦夫，
申请(专利权)人：上海韵量新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：