Configuración Sonoelectroquímica – Ultrasonidos de 2000 vatios

La sonoelectroquímica combina las ventajas de la electroquímica con las de la sonoquímica. La mayor ventaja de estas técnicas es su sencillez, bajo coste, reproducibilidad y escalabilidad. Hielscher Ultrasonics ofrece una configuración sonoelectroquímica completa para uso por lotes y en línea. Consta de:

  • un avanzado generador de ultrasonidos (2000 vatios) con autoajuste, control de amplitud y sofisticado registro de datos,
  • un potente transductor con bocina ultrasónica (calidad industrial, 2000 vatios, 20 kHz),
  • un aislante eléctrico que no reduce las vibraciones ultrasónicas
  • bocinas de refuerzo ultrasónicas para aumentar o disminuir la amplitud
  • Varios diseños de sonotrodos (El sonotrodo es el electrodo. Cátodo o ánodo).
  • reactor de celda de flujo con paredes de celda intercambiables (aluminio, acero inoxidable, acero, cobre, …)

No es necesario que pierda el tiempo desarrollando su propia configuración para poder combinar los ultrasonidos con la electroquímica. No necesita realizar modificaciones eléctricas en equipos de ultrasonidos estándar. Consiga esta configuración industrial de sonoelectroquímica y centre sus esfuerzos y su tiempo en la investigación química y la optimización de procesos.

Muestra una instalación sonoelectroquímica completa con un ultrasonido de 2000 vatios y un reactor electroquímico en línea.

Equipo completo de sonoelectroquímica con reactor de celda de flujo

Configuración lista para usar para Sonoelectroquímica

Hielscher Ultrasonics ofrece un equipo sonoelectroquímico fácil de usar con una configuración adaptable y flexible. Esta configuración es adecuada para la investigación y el desarrollo en general y la optimización de procesos, así como para la producción a mediana escala. El sonotrodo del UIP2000hdT (2000 vatios, 20 kHz) puede utilizarse como electrodo en una configuración por lotes o en línea con una celda de flujo. Cuenta con un diseño único de aislamiento eléctrico. La mejora del transductor sonoelectroquímico no reduce la potencia ultrasónica.
El sonotrodo/electrodo estándar es de titanio de grado 5 y está diseñado para optimizar la uniformidad de la intensidad ultrasónica a lo largo de su lado. Están disponibles otros diseños y otros materiales como aluminio, acero o acero inoxidable. El reactor de celda de flujo especial de este diseño tiene un cuerpo de aluminio que está aislado eléctricamente por las conexiones de plástico en ambos extremos. El perfil de aluminio puede utilizarse como electrodo de sacrificio de bajo coste y puede sustituirse fácilmente por otros materiales como acero, acero inoxidable o cobre. Hay disponibles otros diámetros o diseños de celda. La célula del dibujo tiene una separación de unos 2-4 mm entre el electrodo ultrasónico y el cuerpo de la célula. Por lo tanto, las ondas ultrasónicas provocan una corriente acústica y cavitación también en el cuerpo de la célula. Todos los elementos estándar de este diseño están disponibles en nuestros almacenes de Alemania y Estados Unidos. Por supuesto, puede utilizar la misma configuración para todos los demás procesos ultrasónicos y sonoquímicos no eléctricos. Esta configuración también funciona para procesos asistidos por ultrasonidos con pulsos eléctricos elevados (HEP).

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Componentes industriales avanzados

Muchos clientes utilizan el UIP2000hdT como puente entre las pruebas de banco y la producción. Todos los instrumentos de Hielscher están diseñados para un funcionamiento continuo. – 24h/7d/365d. El UIP2000hdT está equipado con pantalla táctil, interfaz ethernet, protocolo CSV compatible con Excel 24/7 en tarjeta SD y un termopar para la monitorización de la temperatura. Puede controlar el UIP2000hdT a través de su navegador. Hay disponible un sensor de presión digital que se conecta al UIP2000hdT. El UIP2000hdT puede mostrar la potencia neta real en el electrodo. Esta es la potencia ultrasónica mecánica neta en el líquido. Esto le permite monitorizar y verificar cada segundo de la sonicación, por ejemplo, para el control u optimización del proceso. Los dispositivos ultrasónicos de Hielscher proporcionan resultados muy reproducibles y repetibles. Puede escalar sus resultados linealmente a nivel de producción. Por supuesto, el equipo técnico de Hielscher le ayudará a configurar los experimentos adecuados y Hielscher colaborará con usted para que su proceso funcione.

Este montaje sonoelectroquímico no deja mucho que desear. Puede que lo único que falte sea un segundo UIP2000hdT como segundo electrodo.

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Utilice el siguiente formulario si desea solicitar información adicional sobre el uso de electrodos ultrasónicos. Estaremos encantados de ofrecerle un sistema de ultrasonidos que se ajuste a sus necesidades.









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Electrodos ultrasónicos para aplicaciones sonoelectroquímicas como síntesis de nanopartículas (electrosíntesis), síntesis de hidrógeno, electrocoagulación, tratamiento de aguas residuales, ruptura de emulsiones, galvanoplastia / electrodeposición

Las sondas de los procesadores ultrasónicos UIP2000hdT (2000 vatios, 20 kHz) actúan como cátodo y ánodo en una célula electrolítica

Si es usted un recién llegado a esta rama de la química, a continuación encontrará más información sobre la sonoquímica, la electroquímica y la sonoelectroquímica.

Sonoquímica + Electroquímica = Sonoelectroquímica

La sonoelectroquímica es la combinación de la electroquímica y la sonoquímica.

Electroquímica

La electroquímica añade electricidad a la química física. Es un medio avanzado de activar reactivos o reactivos mediante la transferencia de electrones. Permite realizar transformaciones químicas selectivas. La electroquímica es un fenómeno de superficie.

Sonoquímica

La sonoquímica añade flujo acústico y cavitacional y energía de activación a las reacciones químicas. El mecanismo más importante de la sonoquímica es la cavitación. El colapso de las burbujas de cavitación en un campo ultrasónico crea puntos calientes localizados con condiciones extremas, como temperaturas de más de 5000 Kelvin, presiones de hasta 1000 atmósferas y chorros de líquido de hasta 1000 kilómetros por hora. Esto mejora las reacciones electroquímicas en la superficie de los electrodos.

sonoelectrochemistry

La sonoelectroquímica combina las dos técnicas mencionadas aplicando ultrasonidos a un montaje electroquímico. Los ultrasonidos influyen en importantes parámetros electroquímicos y en la eficacia de los procesos químicos. La solución electroquímica o la hidrodinámica del electroanalito en una célula electroquímica se ve muy favorecida por la presencia de ultrasonidos. El acoplamiento de un electrodo a una bocina ultrasónica tiene efectos positivos sobre la actividad de la superficie del electrodo y el perfil de concentración de las especies del electroanalito en toda la célula. Los efectos sonomecánicos mejoran el transporte de masa de las especies electroquímicas desde la solución a granel hasta la superficie electroactiva. Un electrodo ultrasónico reduce el grosor de la capa de difusión en la superficie del electrodo, aumenta el grosor de la deposición/electrodeposición del electrodo, aumenta las tasas, los rendimientos y las eficiencias electroquímicas, aumenta la porosidad y la dureza de la deposición del electrodo, mejora la eliminación de gases de las soluciones electroquímicas; limpia y reactiva la superficie del electrodo, reduce los sobrepotenciales del electrodo, mediante la depasivación del metal y la eliminación de burbujas de gas en la superficie del electrodo (inducidas por la cavitación y el flujo acústico), y suprime el ensuciamiento del electrodo. Las aplicaciones de la sonoelectroquímica incluyen la electropolimerización, la electrocoagulación, la electrosíntesis orgánica, la electroquímica de materiales, la electroquímica medioambiental, la química electroanalítica, la producción de hidrógeno y la deposición de electrodos.

Equipo de sonoelectroquímica con dispositivo de ultrasonidos de 2 kW y célula electrolítica

Equipos de ultrasonidos listos para usar para procesos sonoelectroquímicos

Sonoelectroquímica en aplicaciones de química de flujo

Si realiza procesos sonoelectroquímicos en una configuración de flujo, puede ajustar el tiempo de permanencia de las reacciones sonoelectroquímicas variando el caudal. Puede recircular para una exposición repetida o bombear a través de la célula una sola vez. La recirculación puede ser ventajosa para el control de la temperatura, por ejemplo fluyendo a través de un intercambiador de calor para enfriar o calentar.
Si se utiliza una válvula de contrapresión a la salida del reactor de la célula sonoelectroquímica, se puede aumentar la presión dentro de la célula. La presión dentro de la célula es un parámetro muy importante para intensificar la sonicación e influir en la producción de fases gaseosas. También es importante cuando se trabaja con reactivos o productos con un punto de ebullición bajo.
El funcionamiento en modo de flujo continuo permite un funcionamiento continuo y, por tanto, la producción de mayores volúmenes.
Si el material fluye entre dos electrodos, por ejemplo el sonotrodo y la pared celular, se puede reducir la distancia entre los electrodos. Esto permite controlar mejor el número de electrones transferidos y mejorar la selectividad de la reacción. Esto puede mejorar la precisión, la distribución y el rendimiento del producto.
En general, las reacciones sonoelectroquímicas en una disposición de reactor de célula de flujo pueden ser mucho más rápidas que la reacción análoga en un proceso discontinuo. Reacciones que pueden llevar hasta varias horas pueden completarse en varios minutos, obteniéndose un producto mejor.


Literatura / Referencias

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