Sonoelectrochemistry menggabungkan manfaat elektrokimia dengan sonochemistry. Keuntungan terbesar dalam teknik ini adalah kesederhanaan, biaya rendah, reproduksi, dan skalabilitas mereka. Hielscher Ultrasonics menawarkan pengaturan sonoelectrochemical lengkap untuk penggunaan batch dan inline. Ini terdiri dari:

• generator ultrasonik canggih (2000 watt) dengan penyetelan otomatis, kontrol amplitudo dan pencatatan data canggih,
• transduser yang kuat dengan tanduk ultrasonik (kelas industri, 2000 watt, 20kHz),
• insulator listrik yang tidak mengurangi getaran ultrasonik
• tanduk booster ultrasonik untuk amplitudo meningkat atau berkurang
• berbagai desain sonotrode (Sonotrode adalah elektroda. Katoda atau anoda.)
• reaktor sel aliran dengan dinding sel yang dapat dipertukarkan (aluminium, stainless steel, baja, tembaga, …)

Anda tidak perlu membuang-buang waktu untuk mengembangkan pengaturan Anda sendiri hanya agar Anda dapat menggabungkan ULTRASOUND dengan elektrokimia. Anda tidak perlu melakukan modifikasi listrik untuk peralatan ultrasound standar. Dapatkan pengaturan sonoelectrochemistry industri ini dan fokuskan upaya dan waktu Anda pada penelitian kimia anda dan optimasi proses!

Siap menggunakan Setup untuk Sonoelectrochemistry

Hielscher Ultrasonics menawarkan pengaturan sonoelectrochemical yang mudah digunakan dengan konfigurasi yang dapat beradaptasi dan fleksibel. Pengaturan ini cocok untuk penelitian umum dan pengembangan dan optimasi proses serta untuk produksi skala menengah. Sonotrode di UIP2000hdT (2000 watt, 20kHz) dapat digunakan sebagai elektroda dalam pengaturan batch atau sejajar dengan sel aliran. Ini memiliki desain isolasi listrik yang unik. Peningkatan transduser sonoelektrokimia tidak mengurangi daya ultrasonik.
Sonotrode / elektroda standar adalah titanium kelas 5 dan dirancang untuk mengoptimalkan keseragaman intensitas ultrasonik di sepanjang sisinya. Desain lain dan bahan lain seperti aluminium, baja atau stainless steel tersedia. Reaktor sel aliran khusus dari desain ini memiliki bodi aluminium yang terisolasi secara elektrik oleh koneksi plastik di kedua ujungnya. Profil aluminium dapat digunakan sebagai elektroda kurban berbiaya rendah dan dapat dengan mudah diganti dengan bahan lain seperti baja, baja tahan karat atau tembaga. Diameter atau desain sel lainnya tersedia. Sel dalam gambar memiliki celah sekitar 2-4 mm antara elektroda ultrasonik dan tubuh sel. Oleh karena itu gelombang ultrasonik menyebabkan streaming akustik dan kavitasi pada tubuh sel juga. Semua item standar dari desain ini tersedia di gudang kami di Jerman dan Amerika Serikat. Tentu saja Anda dapat menggunakan pengaturan yang sama untuk semua proses ultrasonik dan sonochemical non-listrik lainnya. Pengaturan ini juga berfungsi untuk proses yang didukung ultrasound dengan pulsa listrik tinggi (HEP).

Pengaturan sonoelectrochemistry ini tidak meninggalkan banyak yang diinginkan. Satu-satunya yang tersisa mungkin UIP2000hdT kedua sebagai elektroda kedua.

Sonoelectrochemistry

Sonoelectrochemistry menggabungkan dua teknik yang disebutkan di atas dengan menerapkan ultrasonikasi ke pengaturan elektrokimia. ULTRASOUND mempengaruhi parameter elektrokimia penting dan efisiensi proses kimia. Larutan elektrokimia atau hidrodinamika elektroanaliris dalam sel elektrokimia sangat ditingkatkan dengan adanya ULTRASOUND. Konektor elektroda ke tanduk ultrasonik memiliki efek positif pada aktivitas permukaan elektroda dan profil konsentrasi spesies elektroanalisis di seluruh sel. Efek sonomekanik meningkatkan transportasi massal spesies elektrokimia dari larutan massal ke permukaan elektroaktif. Elektroda ultrasonik mengurangi ketebalan lapisan difusi pada permukaan elektroda, meningkatkan ketebalan endapan elektroda / elektroplating, meningkatkan tingkat elektrokimia, hasil dan efisiensi, meningkatkan porositas dan kekerasan endapan elektroda, meningkatkan penghapusan gas dari solusi elektrokimia; membersihkan dan mengaktifkan kembali permukaan elektroda, mengurangi overpotential elektroda, oleh depassivasi logam dan penghapusan gelembung gas pada permukaan elektroda (diinduksi oleh kavitasi dan aliran akustik), dan menekan fouling elektroda. Aplikasi sonoelectrochemistry termasuk elektropolimerisasi, elektrokoagulasi, elektrosintesis organik, elektrokimia material, elektrokimia lingkungan, kimia elektroanalitik, produksi hidrogen dan pengendapan elektroda.

Sonoelectrochemistry dalam Aplikasi Kimia Aliran

Jika Anda melakukan proses sonoelectrochemical dalam pengaturan aliran, Anda dapat menyesuaikan waktu tempat tinggal reaksi sonoelektrokimia dengan memvariasikan laju aliran. Anda dapat bersiul ulang untuk paparan berulang atau pompa melalui sel sekali. Resirkulasi dapat menguntungkan untuk kontrol suhu, misalnya dengan mengalir melalui heat exchanger untuk pendinginan atau pemanasan.
Jika Anda menggunakan katup tekanan belakang di outlet reaktor sel sono-elektrokimia, Anda dapat meningkatkan tekanan di dalam sel. Tekanan di dalam sel adalah parameter yang sangat penting untuk mengintensifkan sonikasi dan mempengaruhi produksi fase gas. Penting juga ketika bekerja dengan reaktif atau produk dengan titik didih rendah.
Pengoperasian dalam mode flow-through memungkinkan pengoperasian berkelanjutan dan dengan demikian produksi volume yang lebih besar.
Jika bahan mengalir di antara dua elektroda, misalnya sonotrode dan dinding sel, Anda dapat mengurangi jarak antara elektroda. Ini memungkinkan kontrol yang lebih baik dari jumlah elektron yang ditransfer dan selektivitas reaksi yang lebih baik. Hal ini dapat meningkatkan akurasi, distribusi, dan hasil produk.
Secara umum, reaksi sonoelektrokimia dalam pengaturan reaktor sel aliran bisa jauh lebih cepat daripada reaksi analog dalam proses batch. Reaksi yang dapat memakan waktu hingga beberapa jam dapat diselesaikan dalam beberapa menit, menghasilkan produk yang lebih baik.

---

Literatur/referensi

• 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.