Installation de sonoélectrochimie – Ultrasons 2000 Watts

La sonoélectrochimie combine les avantages de l'électrochimie et de la sonochimie. Le plus grand avantage de ces techniques est leur simplicité, leur faible coût, leur reproductibilité et leur évolutivité. Hielscher Ultrasonics propose une installation sonoélectrochimique complète pour une utilisation par lots ou en ligne. Il se compose de :

• un générateur d'ultrasons perfectionné (2000 watts) avec réglage automatique, contrôle de l'amplitude et enregistrement sophistiqué des données,
• un transducteur puissant avec pavillon ultrasonique (qualité industrielle, 2000 watts, 20kHz),
• un isolant électrique qui ne réduit pas les vibrations ultrasoniques
• klaxons ultrasoniques pour l'augmentation ou la diminution de l'amplitude
• différents modèles de sonotrodes (la sonotrode est l'électrode, cathode ou anode).
• réacteur à cellules en flux avec parois interchangeables (aluminium, acier inoxydable, acier, cuivre), …)

Vous n'avez pas besoin de perdre votre temps à développer votre propre installation pour pouvoir combiner les ultrasons et l'électrochimie. Vous n'avez pas besoin d'apporter des modifications électriques à un équipement à ultrasons standard. Procurez-vous cette installation industrielle de sonoélectrochimie et concentrez vos efforts et votre temps sur votre recherche chimique et l'optimisation de vos procédés !

Installation prête à l'emploi pour la sonoélectrochimie

Hielscher Ultrasonics propose une installation sonoélectrochimique facile à utiliser avec une configuration adaptable et flexible. Cette installation est adaptée à la recherche et au développement généraux, à l'optimisation des processus ainsi qu'à la production à moyenne échelle. La sonotrode de l'UIP2000hdT (2000 watts, 20kHz) peut être utilisée comme électrode dans une installation discontinue ou en ligne avec une cellule d'écoulement. Elle est dotée d'une conception unique d'isolation électrique. La mise à niveau du transducteur sonoélectrochimique ne réduit pas la puissance des ultrasons.
La sonotrode/électrode standard est en titane de grade 5 et est conçue pour optimiser l'uniformité de l'intensité ultrasonique le long de son côté. D'autres conceptions et d'autres matériaux tels que l'aluminium, l'acier ou l'acier inoxydable sont disponibles. Le réacteur spécial à cellule d'écoulement de ce modèle a un corps en aluminium qui est isolé électriquement par les raccords en plastique aux deux extrémités. Le profilé en aluminium peut être utilisé comme électrode sacrificielle à faible coût et peut être facilement remplacé par d'autres matériaux tels que l'acier, l'acier inoxydable ou le cuivre. D'autres diamètres ou modèles de cellules sont disponibles. La cellule représentée dans le dessin présente un espace d'environ 2 à 4 mm entre l'électrode ultrasonique et le corps de la cellule. Par conséquent, les ondes ultrasoniques provoquent un flux acoustique et une cavitation sur le corps de la cellule également. Tous les articles standard de ce modèle sont disponibles dans nos entrepôts en Allemagne et aux États-Unis. Bien entendu, vous pouvez utiliser la même installation pour tous les autres procédés ultrasoniques et sonochimiques non électriques. Cette installation fonctionne également pour les procédés à base d'ultrasons avec des impulsions électriques élevées (HEP).

sonoélectrochimie

La sonoélectrochimie combine les deux techniques mentionnées ci-dessus en appliquant les ultrasons à une installation électrochimique. Les ultrasons influencent d'importants paramètres électrochimiques et l'efficacité des processus chimiques. La solution électrochimique ou l'hydrodynamique de l'électrolyte dans une cellule électrochimique est considérablement améliorée par la présence d'ultrasons. Le couplage d'une électrode à un cornet à ultrasons a des effets positifs sur l'activité de la surface de l'électrode et sur le profil de concentration de l'électrolyte dans l'ensemble de la cellule. Les effets sonomécaniques améliorent le transport de masse des espèces électrochimiques de la solution en vrac vers la surface électroactive. Une électrode à ultrasons réduit l'épaisseur de la couche de diffusion à la surface de l'électrode, augmente l'épaisseur du dépôt/de l'électrodéposition de l'électrode, augmente les taux, les rendements et les efficacités électrochimiques, augmente la porosité et la dureté du dépôt de l'électrode, améliore l'élimination des gaz des solutions électrochimiques ; nettoie et réactive la surface de l'électrode, réduit les surtensions de l'électrode, par la dépassivation du métal et l'élimination des bulles de gaz à la surface de l'électrode (induite par la cavitation et le flux acoustique), et supprime l'encrassement de l'électrode. Les applications de la sonoélectrochimie comprennent l'électropolymérisation, l'électrocoagulation, l'électrosynthèse organique, l'électrochimie des matériaux, l'électrochimie environnementale, la chimie électroanalytique, la production d'hydrogène et le dépôt d'électrodes.

Sonoélectrochimie dans les applications de chimie en flux

Si vous effectuez des processus sonoélectrochimiques dans une installation à flux, vous pouvez ajuster le temps de séjour des réactions sonoélectrochimiques en faisant varier le débit. Vous pouvez recirculer pour une exposition répétée ou pomper à travers la cellule une seule fois. La recirculation peut être avantageuse pour le contrôle de la température, par exemple en passant par un échangeur de chaleur pour le refroidissement ou le chauffage.
L'utilisation d'une soupape de contre-pression à la sortie du réacteur de la cellule sono-électrochimique permet d'augmenter la pression à l'intérieur de la cellule. La pression à l'intérieur de la cellule est un paramètre très important pour intensifier la sonication et influencer la production de phases gazeuses. Elle est également importante lorsque l'on travaille avec des réactifs ou des produits dont le point d'ébullition est bas.
Le fonctionnement en mode "flow-through" permet un fonctionnement continu et donc la production de volumes plus importants.
Si le matériau circule entre deux électrodes, par exemple la sonotrode et la paroi cellulaire, vous pouvez réduire la distance entre les électrodes. Cela permet de mieux contrôler le nombre d'électrons transférés et d'améliorer la sélectivité de la réaction. Cela peut améliorer la précision, la distribution et le rendement du produit.
En général, les réactions sonoélectrochimiques dans un réacteur à cellule d'écoulement peuvent être beaucoup plus rapides que les réactions analogues dans un processus discontinu. Des réactions qui peuvent durer plusieurs heures peuvent être réalisées en quelques minutes, ce qui permet d'obtenir un meilleur produit.