Nastavení sonoelektrické chemie – 2000 Wattů ultrazvuk

Sonoelektrochemie kombinuje výhody elektrochemie se sonochemií. Největší výhodou těchto technik je jejich jednoduchost, nízké náklady, reprodukovatelnost a škálovatelnost. Hielscher Ultrazvuk nabízí kompletní sonoelektechemické nastavení pro dávkové a inline použití. Skládá se z:

• pokročilý ultrazvukový generátor (2000 wattů) s automatickým laděním, řízením amplitudy a sofistikovaným protokolováním dat,
• výkonný snímač s ultrazvukovým rohem (průmyslová třída, 2000 wattů, 20kHz),
• elektrický izolátor, který nesnižuje ultrazvukové vibrace
• ultrazvukové posilovací rohy pro zvýšení nebo snížení amplitudy
• různé sonotrody vzory (Sonotroda je elektroda. Katoda nebo anoda.)
• reaktoru s výměnnými buněčnými stěnami (hliník, nerezová ocel, ocel, měď, …).

Nemusíte ztrácet čas rozvíjet svůj vlastní nastavení jen proto, abyste mohli kombinovat ultrazvuk s elektrochemií. Nemusíte provádět elektrické úpravy standardního ultrazvukového zařízení. Získejte toto průmyslové sonoelektické nastavení a zaměřte své úsilí a čas na váš chemický výzkum a optimalizaci procesů!

Připraveno k použití Instalační program pro sonoelektrické jemie

Hielscher Ultrasonics nabízí snadno použitelné sonoelektrochemické nastavení s přizpůsobinou, flexibilní konfigurací. Tato sestava je vhodná jak pro obecný výzkum a vývoj a optimalizaci procesů, tak i pro výrobu ve středním měřítku. Sonotroda na UIP2000hdT (2000 wattů, 20kHz) může být použita jako elektroda v dávkovém nastavení nebo v souladu s průtokovou buňkou. Má jedinečný design elektrické izolace. Sonoelectrochemický snímač upgrade nesnižuje ultrazvukový výkon.
Standardní sonotroda / elektroda je stupeň 5 titan a je navržen tak, aby optimalizovat jednotnost ultrazvukové intenzity podél jeho boku. K dispozici jsou i jiné konstrukce a další materiály, jako je hliník, ocel nebo nerezová ocel. Speciální průtokový buněčný reaktor tohoto návrhu má hliníkové tělo, které je elektricky izolováno plastovými spoji na obou koncích. Hliníkový profil může být použit jako nízkonákladová obětní elektroda a lze jej snadno nahradit jinými materiály, jako je ocel, nerezová ocel nebo měď. K dispozici jsou i jiné průměry nebo provedení buněk. Buňka ve výkresu má mezeru asi 2-4 mm mezi ultrazvukovou elektrodou a tělem buňky. Proto ultrazvukové vlny způsobují akustické streamování a kavitace na těle buňky stejně. Všechny standardní položky tohoto designu jsou k dispozici v našich skladech v Německu a USA. Samozřejmě můžete použít stejné nastavení pro všechny ostatní ne-elektrické ultrazvukové a sonochemical procesy. Toto nastavení funguje také pro ultrazvukem podporované procesy s vysokými elektrickými impulsy (HEP).

Toto nastavení sonoelectrochemie nenechává mnoho být požadovaný. Jediná věc, která může být druhá UIP2000hdT jako druhá elektroda.

Sonoelektrické jemie

Sonoelektrochemie kombinuje dvě výše uvedené techniky použitím ultrazvuku na elektrochemické nastavení. Ultrazvuk ovlivňuje důležité elektrochemické parametry a účinnost chemických procesů. Elektrochemický roztok nebo hydrodynamika elektroanalytu v elektrochemickém článku je výrazně posílena přítomností ultrazvuku. Spojení elektrody s ultrazvukovým rohem má pozitivní vliv na povrchovou aktivitu elektrody a koncentrační profil elektroanalytů v celé buňce. Sonomechanické účinky zlepšují hromadnou přepravu elektrochemických druhů z hromadného roztoku na elektroaktivní povrch. Ultrazvuková elektroda snižuje tloušťku difúzní vrstvy na povrchu elektrody, zvyšuje tloušťku depozici elektrody / galvanické pokovování, zvyšuje elektrochemické rychlosti, výnosy a účinnost, zvyšuje pórovitost a tvrdost depozice elektrody, zlepšuje odstraňování plynu z elektrochemických roztoků; čistí a reaktivuje povrch elektrody, snižuje nadměrné elektrody, a to odlučováním kovových depasavicí a odstraněním plynových bublin na povrchu elektrody (vyvolané kavitací a akustickým proudem) a potlačuje zanášení elektrody. Aplikace sonoelektrochemie zahrnují elektropolymerizaci, elektrokoagulace, organickou elektrosyntézu, materiálovou elektrochemii, ekologickou elektrochemii, elektroanalytickou chemii, výrobu vodíku a depozici elektrod.

Sonoelektrické chemie v aplikacích flow chemie

Pokud provádíte sonoelektechemické procesy v nastavení průtoku, můžete upravit dobu zdržení sonoelektechemických reakcí změnou průtoku. Můžete recirkulovat pro opakovanou expozici nebo pumpovat přes buňku jednou. Recirkulace může být výhodná pro regulaci teploty, například protékáním výměníku tepla pro chlazení nebo vytápění.
Pokud použijete protitlakový ventil na výstupu sono-elektrochemického buněčného reaktoru, můžete zvýšit tlak uvnitř buňky. Tlak uvnitř buňky je velmi důležitým parametrem pro zesílení použití ultrazvuku a vliv na produkci plynových fází. Je také důležité při práci s reaktanty nebo produkty s nízkým bodem varu.
Provoz v průtočném režimu umožňuje nepřetržitý provoz a tím i výrobu větších objemů.
Pokud materiál proudí mezi dvěma elektrodami, například sonotrodou a buněčnou stěnou, můžete snížit vzdálenost mezi elektrodami. To umožňuje lepší kontrolu počtu přenesených elektronů a lepší selektivitu reakce. To může zlepšit přesnost, distribuci a výtěžnost produktu.
Obecně platí, že sonoelektechemické reakce v uspořádání reaktoru s průtokovými buňkami mohou být mnohem rychlejší než analogová reakce v dávkovém procesu. Reakce, které mohou trvat až několik hodin, mohou být dokončeny během několika minut a produkovat lepší produkt.

---

Literatura / 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.