Sonoelectrochemistry Setup – 2000 Watts Ultrazvuk
Sonoelectrohemija objedinjuje prednosti elektrohemije sa sonohemijskom. Najveća prednost u ovim tehnikama je njihova jednostavnost, niska cijena, reproducibilnost i skalabilnost. Hielscher Ultrasonics nudi kompletno sonoelectrochemical setup za batch i inline upotrebu. Sastoji se od:
- napredni ultrazvučni generator (2000 vata) sa automatskim podešavanjem, amplitudnom kontrolom i sofisticiranim nadzorom podataka,
- snažan transduktor sa ultrazvučnim rogom (industrijska ocjena, 2000 vata, 20kHz),
- električni izolator koji ne smanjuje ultrazvučne vibracije
- ultrazvučni booster rogovi za amplitude povecanje ili snizenje
- razni sonotrode dizajni (Sonotrode je elektroda. Katoda ili anoda.)
- reaktora ćelija protoka sa zamjenjivim celijskim zidovima (aluminium, nehranjivi čelik, čelik, baker, …)
Ne morate da rasipate vreme razvijajući sopstveno podešavanje samo da bi kombinovali ultrazvuk sa elektrohemijom. Ne morate raditi električne izmjene standardne ultrazvuke opreme. Nabavite ovu industrijsku sonoelectrochemistry setup i usredotočite svoje napore i vrijeme na vaše hemijsko istraživanje i optimizaciju procesa!
Kompletan Sonoelectrochemical Setup with Flow Cell Reactor
Spreman za upotrebu Setup za Sonoelectrochemistry
Hielscher Ultrasonics nudi jednostavan za korištenje sonoelectrochemical setup sa prilagodljivom, fleksibilnom konfiguracijom. Ovo podešavanje je pogodan za opća istraživanja i razvoj i optimizaciju procesa kao i za proizvodnju srednjeg razmjera. Sonotrode na UIP2000hdT (2000 vata, 20kHz) mogu se koristiti kao elektroda u postavci sepa ili u liniji sa ćelijom protoka. Ima jedinstven dizajn električne izolacije. Nadogradnja sonoelectrohemijskih sodukera ne smanjuje ultrazvučnu snagu.
Standardna sonotroda/elektroda je titanija 5. razreda i dizajnirana je da optimizira jednoličnost ultrazvučnog inteziteta duž njegove strane. Dostupni su drugi dizajni i drugi materijali kao što su aluminij, čelik ili nehrambeni čelik. Specijalni reaktor ćelija protoka ovog dizajna ima aluminijumski tijelo koje je električno izolirano plastičnim vezama na oba kraja. Aluminijski profil se može koristiti kao niska cijena žrtvene elektrode i može se lako zamijeniti drugim materijalima poput čelika, nehrđajućeg čelika ili bakra. Dostupni su drugi ćelijski promjeri ili dizajni. Ćelija na crtežu ima jaz od oko 2-4 mm između ultrazvučne elektrode i ćelijskog tijela. Stoga ultrazvučni talasi uzrokuju akustičan protok i kavitaciju i na ćelijsko tijelo. Svi standardni artikli ovog dizajna dostupni su u našim skladištima u Njemačkoj i SAD-u. Naravno da možete koristiti isto podešavanje za sve ostale neelektrisane ultrazvučne i sonohemske procese. Ovo podešavanje radi i za ultrazvučno podržane procese sa visokim električnim impulsima (HEP).
Napredne komponente industrijskog razreda
UIP2000hdT koriste mnogi kupci za premostivanje jaza između testiranja na klupi i proizvodnje. Svi Hielscherovi instrumenti su izgrađeni za kontinuirani rad. – 24h/7d/365d. UIP2000hdT je opremljen ekranom osjetljivim na dodir, ethernet interfejsom, 24/7 Excel kompatibilnim CSV protokolom na SD kartici i termokupulom za nadzor temperature. Možete kontrolirati UIP2000hdT preko vašeg preglednika. Dostupan je digitalni senzor pritiska koji se povezuje sa UIP2000hdT. UIP2000hdT vam može pokazati stvarni izlaz neto snage kod elektrode. Ovo je neto mehanička ultrazvučna snaga u tečnosti. To vam omogućava da pratite i potvrdite svaku sekundu sonicationa, npr. za kontrolu procesa ili optimizaciju. Ultrazvučni uređaji iz Hielschera daju vrlo reprodukljive i ponove rezultate. Rezultate možete da skalirate na nivo proizvodnje. Naravno, Hielscherov tehnički tim će vas podržati u postavljanju pravih eksperimenata i Hielscher će raditi s vama kako bi vaš proces funkcionirao.
Sonde ultrazvučnih procesora UIP2000hdT (2000 vata, 20kHz) djeluju kao katoda i anoda u elektrolitikoj celiji
Ukoliko ste pridošlice ovoj grani hemije, u nastavku ćete pronaći više informacija o sonohemiji, elektrohemiji i sonoelectrohemiji.
Sonohemija + Elektrohemija = Sonoelectrochemistry
Sonoelectrohemija je kombinacija elektrohemije i sonohemije.
Elektrohemija
Elektrohemija dodaje struju u fizičku hemiju. To je napredno sredstvo za aktiviranje reagenta ili reagenta prenosom elektrona. Omogućava ciljane, selektivne hemijske transformacije. Elektrohemija je površinski fenomen.
Sonohemiju
Sonohemija dodaje akustičnu i kavitacionu energiju protoka i aktivacije hemijskim reakcijama. Najvažniji mehanizam u sonohemiji je kavitacija. Kolaps kavitacionih mjehurića u ultrazvučnom polju stvara lokalizirane vruće točke s ekstremnim uvjetima, kao što su temperature od više od 5000 Kelvina, pritisci do 1000 atmosfera i tekući mlaznici do 1000 kilometara na sat. To poboljšava elektrohemske reakcije na površini elektroda.
Sonoelectrohemija
Sonoelectrochemistry kombinira dvije gore spomenute tehnike primjenom ultrasonication na elektrohemijski postav. Ultrazvuk utiče na važne elektrohemičke parametre i efikasnost hemijskih procesa. Elektrohemijski rastvor ili hidrodinamika elektroanalita u elektrohemijskim ćelijama je uveličana prisustvom ultrazvuka. Spojka elektrode na ultrazvučni rog ima pozitivne efekte na površinsku aktivnost elektrode i koncentracijski profil elektroanalite u cijeloj ćeliji. Sonomehanički efekti poboljšavaju masovni transport elektrohemijskih vrsta od rasute otopine do elektroaktivne površine. Ultrazvučna elektroda smanjuje debljinu difuzijskog sloja na površini elektroda, povećava debljinu taložanja/elektrode, povećava elektrohemijski nivo, prinose i efikasnosti, povećava poroznost i tvrdoću taložanja elektroda, poboljšava uklanjanje gasa iz elektrohemijskih rastvora; čisti i reaktivira površinu elektroda, smanjuje prepotencijale elektroda, uklanjanjem metala i uklanjanjem mjehurića gasa na površini elektroda (izazvana kavitacijom i akustičnim protokom), i potiskuje fauling elektroda. Primjene sonoelektrohemije uključuju elektroolimerizaciju, elektrokoagulaciju, organsku elektrosintezu, elektrohemiju materijala, elektrohemiju okoliša, elektroanalitičke hemije, proizvodnju vodika i taložnost elektroda.
Spremno za korištenje ultrazvučne opreme za sonoelectrohemičke procese
Sonoelectrochemistry in Flow Chemistry Applications
Ako vršite sonoelectrohemijski procesi u podešavanju protoka, možete podesiti vrijeme boravka sonoelectrohemijskih reakcija varirajući brzinu protoka. Možete recikulirati za ponovljeno izlaganje ili pumpati kroz ćeliju jednom. Recikulacije mogu biti prednost za kontrolu temperature, npr. protokom kroz izmijenivač topline za hlađenje ili grijanje.
Ako koristite ventil za pritisak leđa na izlazu reaktora sono-elektrohemijskih ćelija, možete povećati pritisak unutar ćelije. Pritisak unutar ćelije je veoma važan parametar za intenzivaciju sonikacije i uticaj na proizvodnju gasnih faza. Također je važno kada se radi sa reaktantima ili proizvodima sa niskom točištem ključanja.
Rad u režimu protoka omogućava kontinuirani rad i time proizvodnju većih volumena.
Ako materijal teče između dvije elektrode, npr. sonotrode i ćelijski zid, možete smanjiti udaljenost između elektroda. To omogućava bolju kontrolu broja prenesenih elektrona i bolju selektivnost reakcije. To može poboljšati preciznost proizvoda, distribuciju i prinos.
Općenito, sonoelectrohemičke reakcije u reaktoru protoka ćelija mogu biti mnogo brže od analogne reakcije u batch procesu. Reakcije koje mogu potrajati i do nekoliko sati mogu biti završene za nekoliko minuta, proizvodeći bolji proizvod.
Književnost/reference
- Bruno G. Pollet; Faranak Foroughi; Alaa Y. Faid; David R. Emberson; Md.H. Islam (2020): Does power ultrasound (26 kHz) affect the hydrogen evolution reaction (HER) on Pt polycrystalline electrode in a mild acidic electrolyte? Ultrasonics Sonochemistry Vol. 69, December 2020.
- Md H. Islam; Odne S. Burheim; Bruno G.Pollet (2019): Sonochemical and sonoelectrochemical production of hydrogen. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 51, March 2019. 533-555.
- Jayaraman Theerthagiri; Jagannathan Madhavan; Seung Jun Lee; Myong Yong Choi; Muthupandian Ashokkumar; Bruno G. Pollet (2020): Sonoelectrochemistry for energy and environmental applications. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 63, 2020.
- Bruno G. Pollet (2019): Does power ultrasound affect heterogeneous electron transfer kinetics? Ultrasonics Sonochemistry Vol. 52, 2019. 6-12.
- Md Hujjatul Islam; Michael T.Y. Paul; Odne S. Burheim; Bruno G. Pollet (2019): Recent developments in the sonoelectrochemical synthesis of nanomaterials. Ultrasonics Sonochemistry Vol. 59, 2019.
- Sherif S. Rashwan, Ibrahim Dincer, Atef Mohany, Bruno G. Pollet (2019): The Sono-Hydro-Gen process (Ultrasound induced hydrogen production): Challenges and opportunities. International Journal of Hydrogen Energy, Volume 44, Issue 29, 2019, 14500-14526.
- M.D. Esclapez, V. Sáez, D. Milán-Yáñez, I. Tudela, O. Louisnard, J. González-García (2010): Sonoelectrochemical treatment of water polluted with trichloroacetic acid: From sonovoltammetry to pre-pilot plant scale. Ultrasonics Sonochemistry Volume 17, Issue 6, 2010. 1010-1020.
- L. Cabrera, S. Gutiérrez, P. Herrasti, D. Reyman (2010): Sonoelectrochemical synthesis of magnetite. Physics Procedia Volume 3, Issue 1, 2010. 89-94.