სონოელექტროქიმიის კომპლექტი – 2000 ვატი ულტრაბგერა

სონოელექტროქიმია აერთიანებს ელექტროქიმიისა და სონოქიმიის უპირატესობებს. ამ მეთოდების უდიდესი უპირატესობა მათი სიმარტივე, დაბალი ღირებულება, გამეორებადობა და მასშტაბირებადობაა. Hielscher Ultrasonics სთავაზობს სრულ სონოელექტროქიმიურ კომპლექტს პარტიული და ინლაინ გამოყენებისთვის. ის შედგება:

• თანამედროვე ულტრაბგერითი გენერატორი (2000 ვატი) ავტომატური აწყობით, ამპლიტუდის კონტროლითა და მონაცემთა ჩაწერის დახვეწილი სისტემით,
• მძლავრი ტრანსდუცერი ულტრაბგერითი რქით (სამრეწველო კლასი, 2000 ვატი, 20kHz),
• ელექტრული იზოლატორი, რომელიც არ ამცირებს ულტრაბგერით ვიბრაციებს
• ულტრაბგერითი გამაძლიერებელი რქები ამპლიტუდის გასაზრდელად ან შესამცირებლად
• სონოტროდის სხვადასხვა დიზაინი (სონოტროდი არის ელექტროდი. კათოდი ან ანოდი.)
• გამტარი უჯრედის რეაქტორი უჯრედის შესაცვლელი კედლებით (ალუმინი, უჟანგავი ფოლადი, ფოლადი, სპილენძი, …)

თქვენ არ გჭირდებათ დროის დაკარგვა საკუთარი კომპლექტის შემუშავებაზე მხოლოდ იმისთვის, რომ ულტრაბგერა ელექტროქიმიას შეუთავსოთ. არ გჭირდებათ სტანდარტული ულტრაბგერითი აღჭურვილობის ელექტრული მოდიფიკაცია. მიიღეთ ეს სამრეწველო სონოელექტროქიმიური კომპლექტი და მიმართეთ თქვენი ძალისხმევა და დრო ქიმიურ კვლევაზე და პროცესის ოპტიმიზაციაზე!

მზა კომპლექტი სონოელექტროქიმიისთვის

Hielscher Ultrasonics სთავაზობს მარტივად გამოსაყენებელ სონოელექტროქიმიურ კომპლექტს ადაპტირებადი, მოქნილი კონფიგურაციით. ეს კომპლექტი შესაფერისია ზოგადი კვლევისა და განვითარების, პროცესის ოპტიმიზაციის, ასევე საშუალო მასშტაბის წარმოებისთვის. UIP2000hdT-ის (2000 ვატი, 20kHz) სონოტროდი შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ელექტროდი პარტიულ კომპლექტში ან ინლაინ რეჟიმში ნაკადის უჯრედთან ერთად. მას აქვს უნიკალური ელექტრული იზოლაციის დიზაინი. სონოელექტროქიმიური ტრანსდუცერის განახლება არ ამცირებს ულტრაბგერით სიმძლავრეს.
სტანდარტული სონოტროდი/ელექტროდი დამზადებულია მე-5 კლასის ტიტანისგან და დაპროექტებულია მისი გვერდითი ზედაპირის გასწვრივ ულტრაბგერითი ინტენსივობის ერთგვაროვნების ოპტიმიზაციისთვის. ხელმისაწვდომია სხვა კონსტრუქციები და სხვა მასალები, როგორიცაა ალუმინი, ფოლადი ან უჟანგავი ფოლადი. ამ კონსტრუქციის სპეციალურ გამტარი უჯრედის რეაქტორს აქვს ალუმინის კორპუსი, რომელიც ელექტრულად იზოლირებულია ორივე ბოლოში განლაგებული პლასტმასის შემაერთებლებით. ალუმინის პროფილი შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც იაფი მსხვერპლშეწირული ელექტროდი და მისი ჩანაცვლება სხვა მასალებით, როგორიცაა ფოლადი, უჟანგავი ფოლადი ან სპილენძი, მარტივია. ხელმისაწვდომია სხვა დიამეტრის ან კონსტრუქციის უჯრედებიც. ნახაზზე გამოსახულ უჯრედში ულტრაბგერით ელექტროდსა და უჯრედის კორპუსს შორის დაახლოებით 2-4 mm ღრეჩოა. ამიტომ ულტრაბგერითი ტალღები აკუსტიკურ დინებასა და კავიტაციას უჯრედის კორპუსზეც იწვევს. ამ კონსტრუქციის ყველა სტანდარტული კომპონენტი ხელმისაწვდომია ჩვენს საწყობებში გერმანიასა და აშშ-ში. რა თქმა უნდა, შეგიძლიათ გამოიყენოთ იგივე კომპლექტი ყველა სხვა არაელექტრული ულტრაბგერითი და სონოქიმიური პროცესისთვის. ეს კომპლექტი ასევე გამოიყენება მაღალი ელექტრული იმპულსების (HEP) მქონე პროცესებში, რომლებსაც ულტრაბგერა უწყობს ხელს.

თანამედროვე სამრეწველო კლასის კომპონენტები

UIP2000hdT-ს მრავალი მომხმარებელი იყენებს ლაბორატორიულ მაგიდაზე ჩატარებული გამოცდებიდან წარმოებაზე გადასასვლელად. Hielscher-ის ყველა ხელსაწყო განკუთვნილია უწყვეტი მუშაობისთვის – 24h/7d/365d. UIP2000hdT აღჭურვილია სენსორული ეკრანით, ethernet ინტერფეისით, SD ბარათზე Excel-თან თავსებადი CSV ფორმატით მონაცემთა 24/7 ჩაწერის ფუნქციითა და ტემპერატურის მონიტორინგისთვის განკუთვნილი თერმოწყვილით. შეგიძლიათ მართოთ UIP2000hdT თქვენი ბრაუზერის მეშვეობით. ხელმისაწვდომია ციფრული წნევის სენსორი, რომელიც უკავშირდება UIP2000hdT-ს. UIP2000hdT-ს შეუძლია გაჩვენოთ ელექტროდზე რეალურად მიწოდებული წმინდა სიმძლავრე. ეს არის სითხეში გადაცემული წმინდა მექანიკური ულტრაბგერითი სიმძლავრე. ეს საშუალებას გაძლევთ ულტრაბგერითი დამუშავების ყოველ წამს აკონტროლოთ და გადაამოწმოთ მონაცემები, მაგალითად, პროცესის კონტროლის ან ოპტიმიზაციისთვის. Hielscher-ის ულტრაბგერითი მოწყობილობები უზრუნველყოფენ მაღალი აღდგენადობისა და განმეორებადობის მქონე შედეგებს. შეგიძლიათ თქვენი შედეგები წრფივად გააფართოოთ წარმოების მასშტაბამდე. რა თქმა უნდა, Hielscher-ის ტექნიკური გუნდი დაგეხმარებათ სათანადო ექსპერიმენტების დაგეგმვასა და გამართვაში, ხოლო Hielscher თქვენთან ერთად იმუშავებს თქვენი პროცესის წარმატებით ასამუშავებლად.

ამ სონოელექტროქიმიურ კომპლექტს ცოტა რამ აკლია იდეალურამდე. ერთადერთი რამ, რაც შეიძლება დარჩეს, არის მეორე UIP2000hdT როგორც მეორე ელექტროდი.

თუ ქიმიის ამ დარგში დამწყები ხართ, ქვემოთ იპოვით მეტ ინფორმაციას სონოქიმიის, ელექტროქიმიისა და სონოელექტროქიმიის შესახებ.

სონოქიმია + ელექტროქიმია = სონოელექტროქიმია

სონოელექტროქიმია არის ელექტროქიმიისა და სონოქიმიის კომბინაცია.

ელექტროქიმია

ელექტროქიმია უმატებს ელექტროენერგიას ფიზიკურ ქიმიას. ეს არის რეაგენტების ან რეაქტანტების აქტივირების თანამედროვე საშუალება ელექტრონების გადატანის გზით. ის შესაძლებელს ხდის მიზნობრივ, სელექციურ ქიმიურ გარდაქმნებს. ელექტროქიმია არის ზედაპირული ფენომენი.

სონოქიმია

სონოქიმია უმატებს აკუსტიკურ და კავიტაციურ ნაკადს და აქტივაციის ენერგიას ქიმიურ რეაქციებს. ყველაზე მნიშვნელოვანი მექანიზმი სონოქიმიაში არის კავიტაცია. კავიტაციური ბუშტების კოლაფსი ულტრაბგერით ველში ქმნის ლოკალიზებულ ცხელ წერტილებს ექსტრემალური პირობებით, როგორიცაა 5000 კელვინზე მეტი ტემპერატურა, 1000 ატმოსფერომდე წნევა და სითხის ჭავლები საათში 1000 კილომეტრამდე სიჩქარით. ეს აუმჯობესებს ელექტროქიმიურ რეაქციებს ელექტროდების ზედაპირზე.
წაიკითხეთ მეტი სონოქიმიის შესახებ!

სონოელექტროქიმია

სონოელექტროქიმია აერთიანებს ზემოთ აღნიშნულ ორ მეთოდს ელექტროქიმიურ კომპლექტში ულტრაბგერითი დამუშავების გამოყენებით. ულტრაბგერა გავლენას ახდენს მნიშვნელოვან ელექტროქიმიურ პარამეტრებზე და ქიმიური პროცესების ეფექტურობაზე. ულტრაბგერის არსებობა მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს ელექტროქიმიური ხსნარის ან ელექტროანალიტის ჰიდროდინამიკას ელექტროქიმიურ უჯრედში. ელექტროდის შეერთებას ულტრაბგერით რქასთან დადებითი გავლენა აქვს ელექტროდის ზედაპირულ აქტივობაზე და ელექტროანალიტის ქიმიური კომპონენტების კონცენტრაციის პროფილზე მთელ უჯრედში. სონომექანიკური ეფექტები აუმჯობესებს ელექტროქიმიური კომპონენტების მასაგადატანას ხსნარის მოცულობიდან ელექტროაქტიურ ზედაპირზე. ულტრაბგერითი ელექტროდი ამცირებს დიფუზიური ფენის სისქეს ელექტროდის ზედაპირზე, ზრდის ელექტროდზე წარმოქმნილი ნალექის/გალვანური საფარის სისქეს, ზრდის ელექტროქიმიური რეაქციების სიჩქარეს, გამოსავლიანობასა და ეფექტურობას, ზრდის ელექტროდზე წარმოქმნილი ნალექის ფორიანობასა და სისალეს, აუმჯობესებს აირის მოცილებას ელექტროქიმიური ხსნარებიდან; წმენდს და ხელახლა ააქტიურებს ელექტროდის ზედაპირს, ამცირებს ელექტროდის გადაძაბვას ლითონის დეპასივაციისა და ელექტროდის ზედაპირიდან აირის ბუშტების მოცილების გზით (რასაც კავიტაცია და აკუსტიკური დინება იწვევს) და თრგუნავს ელექტროდის დაბინძურებას. სონოელექტროქიმიის გამოყენების სფეროები მოიცავს ელექტროპოლიმერიზაციას, ელექტროკოაგულაციას, ორგანულ ელექტროსინთეზს, მასალების ელექტროქიმიას, გარემოს ელექტროქიმიას, ელექტროანალიზურ ქიმიას, წყალბადის წარმოებასა და ელექტროდალექვას.

სონოელექტროქიმია ნაკადის ქიმიის გამოყენებებში

თუ თქვენ ახორციელებთ სონოელექტროქიმიურ პროცესებს ნაკადის კომპლექტში, თქვენ შეგიძლიათ შეცვალოთ სონოელექტროქიმიური რეაქციების დაყოვნების დრო მოცულობითი ხარჯის ცვლილებით. თქვენ შეგიძლიათ განახორციელოთ რეცირკულაცია განმეორებითი ზემოქმედებისთვის ან სითხე ტუმბოთი გაატაროთ უჯრედში ერთხელ. რეცირკულაცია შეიძლება სასარგებლო იყოს ტემპერატურის კონტროლისთვის, მაგალითად, ნაკადის სითბომცვლელში გატარებით გასაცივებლად ან გასათბობად.
თუ თქვენ იყენებთ უკუწნევის სარქველს სონო-ელექტროქიმიური უჯრედული რეაქტორის გამოსასვლელში, თქვენ შეგიძლიათ გაზარდოთ წნევა უჯრედის შიგნით. წნევა უჯრედის შიგნით არის ძალიან მნიშვნელოვანი პარამეტრი ულტრაბგერითი დამუშავების გასაძლიერებლად და გაზის ფაზების წარმოებაზე გავლენის მოსახდენად. ეს ასევე მნიშვნელოვანია დაბალი დუღილის ტემპერატურის მქონე რეაქტანტებთან ან პროდუქტებთან მუშაობისას.
გამტარ რეჟიმში მუშაობა შესაძლებელს ხდის უწყვეტ მუშაობას და, შესაბამისად, უფრო დიდი მოცულობების წარმოებას.
თუ მასალა მიედინება ორ ელექტროდს შორის, მაგალითად, სონოტროდსა და უჯრედის კედელს შორის, თქვენ შეგიძლიათ შეამციროთ მანძილი ელექტროდებს შორის. ეს შესაძლებელს ხდის გადატანილი ელექტრონების რაოდენობის უკეთ კონტროლს და რეაქციის უკეთეს სელექციურობას. ამან შეიძლება გააუმჯობესოს პროდუქტის სიზუსტე, განაწილება და გამოსავლიანობა.
ზოგადად, სონოელექტროქიმიური რეაქციები ნაკადის უჯრედული რეაქტორის კონფიგურაციაში შეიძლება იყოს ბევრად უფრო სწრაფი, ვიდრე ანალოგიური რეაქცია პარტიულ პროცესში. რეაქციები, რომლებსაც შეიძლება რამდენიმე საათამდე დასჭირდეთ, შეიძლება დასრულდეს რამდენიმე წუთში, უკეთესი პროდუქტის წარმოქმნით.

ლიტერატურა / რეფერენსები

• 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.