Sono-elektrochemische opstelling – 2000 Watt ultrageluid

Sono-elektrochemie combineert de voordelen van elektrochemie met sonochemie. Het grootste voordeel van deze technieken is hun eenvoud, lage kosten, reproduceerbaarheid en schaalbaarheid. Hielscher Ultrasonics biedt een complete sono-elektrochemische opstelling voor batch- en inlinegebruik. Deze bestaat uit:

• een geavanceerde ultrasone generator (2000 watt) met auto-tuning, amplituderegeling en geavanceerde datalogging,
• een krachtige transducer met ultrasone hoorn (industriële kwaliteit, 2000 watt, 20 kHz),
• een elektrische isolator die ultrasone trillingen niet vermindert
• ultrasone boosterhoorns voor amplitudeverhoging of -verlaging
• verschillende sonotrode-ontwerpen (De sonotrode is de elektrode. Kathode of anode).
• doorstroomcelreactor met verwisselbare celwanden (aluminium, roestvrij staal, staal, koper, …)

Je hoeft je tijd niet te verdoen met het ontwikkelen van je eigen opstelling om ultrageluid te kunnen combineren met elektrochemie. U hoeft geen elektrische aanpassingen te doen aan standaard ultrasone apparatuur. Koop deze industriële sono-elektrochemische opstelling en richt uw inspanningen en tijd op uw chemisch onderzoek en procesoptimalisatie!

Gebruiksklare opstelling voor Sono-elektrochemie

Hielscher Ultrasonics biedt een gebruiksvriendelijke sono-elektrochemische opstelling met een aanpasbare, flexibele configuratie. Deze opstelling is geschikt voor algemeen onderzoek en ontwikkeling en procesoptimalisatie, maar ook voor productie op middelgrote schaal. De sonotrode van de UIP2000hdT (2000 watt, 20 kHz) kan gebruikt worden als elektrode in een batchopstelling of inline met een flowcel. Het heeft een uniek elektrisch isolatieontwerp. De upgrade van de sono-elektrochemische transducer vermindert het ultrasone vermogen niet.
De standaard sonotrode/elektrode is van titanium kwaliteit 5 en is ontworpen om de uniformiteit van de ultrasone intensiteit langs de zijkant te optimaliseren. Andere ontwerpen en andere materialen zoals aluminium, staal of roestvrij staal zijn beschikbaar. De speciale flowcelreactor van dit ontwerp heeft een aluminium behuizing die elektrisch geïsoleerd is door de kunststof aansluitingen aan beide uiteinden. Het aluminium profiel kan worden gebruikt als goedkope opofferingselektrode en kan eenvoudig worden vervangen door andere materialen zoals staal, roestvrij staal of koper. Andere celdiameters of ontwerpen zijn verkrijgbaar. De cel op de tekening heeft een opening van ongeveer 2-4 mm tussen de ultrasone elektrode en het cellichaam. Daarom veroorzaken de ultrasone golven ook akoestische stroming en cavitatie op het cellichaam. Alle standaardonderdelen van dit ontwerp zijn verkrijgbaar in onze magazijnen in Duitsland en de VS. Natuurlijk kun je dezelfde opstelling gebruiken voor alle andere niet-elektrische ultrasone en sonochemische processen. Deze opstelling werkt ook voor ultrasoon ondersteunde processen met hoge elektrische pulsen (HEP).

sono-elektrochemie

Sono-elektrochemie combineert de twee bovengenoemde technieken door ultrasoon geluid toe te passen op een elektrochemische opstelling. Ultrasoon geluid beïnvloedt belangrijke elektrochemische parameters en de efficiëntie van chemische processen. De elektrochemische oplossing of de hydrodynamica van de elektroanalyt in een elektrochemische cel wordt sterk verbeterd door de aanwezigheid van ultrageluid. De koppeling van een elektrode aan een ultrasone hoorn heeft positieve effecten op de activiteit van het elektrodeoppervlak en het concentratieprofiel van de elektroanalytische soorten in de hele cel. Sonomechanische effecten verbeteren het massatransport van elektrochemische stoffen van de bulkoplossing naar het elektroactieve oppervlak. Een ultrasone elektrode vermindert de dikte van de diffusielaag aan het elektrodeoppervlak, verhoogt de dikte van de elektrodeafzetting/elektroplating, verhoogt de elektrochemische snelheden, rendementen en rendementen, verhoogt de porositeit en hardheid van de elektrodeafzetting, verbetert de gasverwijdering uit elektrochemische oplossingen; reinigt en reactiveert het elektrodeoppervlak, vermindert de overpotentiaal van de elektrode door depassivering van het metaal en verwijdering van gasbellen op het elektrodeoppervlak (veroorzaakt door cavitatie en akoestische stroming) en onderdrukt elektrodevervuiling. Toepassingen van sono-elektrochemie zijn onder andere elektropolymerisatie, elektrocoagulatie, organische elektrosynthese, materiaalelektrochemie, milieu-elektrochemie, elektroanalytische chemie, waterstofproductie en elektrodeafzetting.

Sono-elektrochemie in stromingschemietoepassingen

Als je sono-elektrochemische processen uitvoert in een flowopstelling, kun je de verblijftijd van sono-elektrochemische reacties aanpassen door de stroomsnelheid te variëren. Je kunt recirculeren voor herhaalde blootstelling of één keer door de cel pompen. Recirculatie kan voordelig zijn voor temperatuurregeling, bijvoorbeeld door door een warmtewisselaar te stromen om te koelen of te verwarmen.
Als je een tegendrukventiel gebruikt bij de uitlaat van de sono-elektrochemische celreactor, kun je de druk in de cel verhogen. De druk in de cel is een zeer belangrijke parameter om de sonificatie te intensiveren en de productie van gasfasen te beïnvloeden. Het is ook belangrijk als je werkt met reactanten of producten met een laag kookpunt.
De doorstroommodus maakt een continue werking mogelijk en dus de productie van grotere volumes.
Als het materiaal tussen twee elektroden stroomt, bijvoorbeeld sonotrode en celwand, kun je de afstand tussen de elektroden verkleinen. Dit maakt een betere controle van het aantal overgedragen elektronen en een betere selectiviteit van de reactie mogelijk. Dit kan de nauwkeurigheid, verdeling en opbrengst van het product verbeteren.
In het algemeen kunnen sono-elektrochemische reacties in een flowcelreactor veel sneller verlopen dan de analoge reactie in een batchproces. Reacties die enkele uren kunnen duren, kunnen in enkele minuten worden voltooid, wat een beter product oplevert.