Ar Sonoelectroquímica ne yá ventajas

Nuwa encontrará ga̲tho nä'ä t'ot'e ga pädi dige ar electroquímica ultrasónica (sonoelectroquímica): ndui funcionamiento, aplicaciones, ventajas ne equipos sonoelectroquímicos – Nga̲tho ar ungumfädi relevante dige ar sonoelectroquímica ja 'nar sola página.

¿Yogo'ä da t'uni ya ultrasonidos ja ar electroquímica?

Combinación ondas ultrasónicas xí hñets'i'i ar frecuencia ne ar mextha intensidad ko sistemas electroquímicos pe̲ts'i múltiples njapu'befi, da mejoran ar dätä nt'ot'e ne ar tasa conversión ya reacciones electroquímicas.

Ar ndui funcionamiento ya ultrasonidos

Pa ar procesamiento ultrasónico mar hñets'i rendimiento, 'nar generador ultrasonidos genera ultrasonidos mextha intensidad ne xí hñets'i'i ya frecuencia ne ya transmite a través de 'nar sonda ultrasónica (sonotrodo) ma 'nar líquido. Ya ultrasonidos mextha nts'edi bí consideran ar ultrasonidos jar rango 16 — 30 kHz. Ar sonda ar ultrasonido bí expande ne contrae, ngu, da 20 kHz, transmitiendo nja'bu̲ respectivamente 20.000 ar vibraciones ya mfe̲tsi ja ar nt'uni. Nu'bu̲ ya ondas ultrasónicas viajan a través de ar líquido, ya ciclos alternos mextha presión (compresión) ne xí hñets'i'i presión (rarefacción wa expansión) crean diminutas burbujas wa cavidades ar vacío, da crecen a lo largo de varios ciclos presión. Nxoge ar fase compresión jar líquido ne ya burbujas, ar presión ar positiva, mente da fase rarefacción produce 'nar vacío (presión negativa). Nxoge ar ciclos compresión-expansión, ya cavidades ar líquido crecen asta alcanzar tamaño ja hingi xi absorber mäs energía. Jar nuna punto implosionan violentamente. Implosión esas cavidades xta lugar da varios efectos altamente energéticos, da pädi komongu ar fenómeno ar cavitación acústica yá ultrasónica. Ar cavitación ar acústica bí caracteriza ya múltiples efectos altamente energéticos, da afectan líquidos, sistemas sólidos yá líquidos, nja'bu̲ komongu ya sistemas gas yá líquidos. Ar xe̲ni mextha densidad energía wa ya xe̲ni cavitacional ar pädi komongu ya xe̲ni punto mpa, ar mäs densa jar energía ja ya proximidades ar sonda ultrasónica ne disminuye medida da aumenta ar mbi ndezu̲ ar sonotrodo. Ya ndu'mi características ar cavitación ultrasónica incluyen temperaturas ne presiones xi altas da localmente ar producen ne nge yá diferenciales, turbulencias ne flujo líquidos. Nxoge ar implosión cavidades ultrasónicas jar puntos mañä ultrasónicos, ar xi medir temperaturas asta 5000 Kelvin, presiones ga 200 ar atmósferas ne ar chorros líquido asta 1000 km yá h. Gi nkohi excepcionales intensidad energética contribuyen efectos sonomecánicos ne sonoquímicos da intensifican ya sistemas electroquímicos ya 'na'ño maneras.

Ya efectos ya ultrasonidos ja ya sistemas electroquímicos

Ár nt'ot'e ar ultrasonicación da reacciones ya electroquímicas ar conocida ja yá efectos dige ya electrodos, es decir, ar ánodo ne ar cátodo, nja'bu komongu dige ár njäts'i electrolítica. Ar cavitación ar ultrasónica ne ar flujo acústico generan 'nar micromovimiento significativo, da incide ya chorros ar líquido ne ar agitación ar fluido reacción. 'Me̲hna xta komongu ar nt'uni 'nar mejora jar hidrodinámica ne yá 'ñäni ya ar mezcla líquido yá sólido. Ar cavitación ultrasónica reduce ar espesor efectivo ar capa difusión ja 'nar electrodo. 'Nar capa difusión reducida ir bo̲ni ke ar sonicación minimiza ar diferencia concentración, nä'ä ir bo̲ni ke ar convergencia ar concentración ya proximidades 'nar electrodo ne ár hmädi concentración jar ár njäts'i granel da promueven ya ultrasonidos. Ar influencia ar agitación ultrasónica ja ya gradientes concentración Nxoge ar reacción garantiza alimentación 'befi nzäm'bu njäts'i fresca ar electrodo ne ar transporte ar hñei reaccionado. 'Me̲hna ir bo̲ni ke ar sonicación mejoró ar cinética Nxoge, acelerando ar velocidad reacción ne aumentando ar rendimiento ar reacción.
Ir nge ar Nthuts'i ñut'i ya energía ultrasónica jar ko, nja'bu Komo ar formación sonoquímica ar radicales libres, ar to da du'mi 'nar reacción electroquímica, nä'ä ar ma'na modo habría xi electroinactiva. 
Ma'na ntsoni mahyoni ar vibración ar acústica ne ar flujo ar ntsoni limpieza dige ya superficies ya electrodos. Ya capas pasivantes ne ar ensuciamiento ya electrodos limitan ar dätä nt'ot'e ne ar velocidad reacción ya reacciones electroquímicas. Ar ultrasonicación mantiene ya electrodos nzäm'bu da limpios ne totalmente activos pa ar reacción. Ar ultrasonicación ar za̲ conocida ja yá efectos desgasificantes, ne 'nehe ya beneficiosos ja ya reacciones electroquímicas. Ya ar da hñäki ya gases hingi deseados ar líquido, ar reacción to da mäs xi hño.

Aplicaciones ar sonoelectroquímica

Ar sonoelectroquímica ar to da t'uni yá procesos ne ja ya 'na'ño industrias. Ya aplicaciones xi pa ngatho ar sonoelectroquímica incluyen ya nuya:

• Síntesis nanopartículas (electrosíntesis)
• Síntesis hidrógeno
• Electrocoagulación
• Nt'ot'e ya dehe residuales
• Emulsiones rompientes
• Galvanoplastia yá Electrodeposición

Síntesis sonoelectroquímica nanopartículas

Ar ultrasonicación ar aplicó ko éxito pa sintetizar ndunthe ya nanopartículas ja 'nar ko ya electroquímico. Ar magnetita, ya nanotubos cadmio-selenio (CdSe), ya nanopartículas platino (NP), ya NP k'axt'i, ar magnesio metálico, ar bismuteno, ar nanoplata, ar cobre ultrafino, ya nanopartículas aleación tungsteno-cobalto (W — Co), nanocompuesto samaria yá óxido ya grafeno reducido, ya nanopartículas ar cobre recubiertas poli (ácido acrílico) sub — 1 nm ne xingu ya polvos ar tamaño nanométrico ar xi producido ko éxito ir nge ya sonoelectroquímica.
Ya ventajas ar síntesis nanopartículas sonoelectroquímicas incluyen ar

• Nu'bu agentes reductores ne tensioactivos
• Njapu'befi ar dehe ngu disolvente
• Ar za ar tamaño ya nanopartículas ir nge ya parámetros variables (nts'edi ultrasónica, densidad corriente, ár hne deposición ne tiempos ar pulso ultrasónicos hä electroquímicos)

Ashasssi — Sorkhabi ne Bagheri (2014) sintetizaron películas polipirrol sonoelectroquímicamente ne compararon ya resultados películas polipirrol sintetizadas electrochecamente. Ya resultados muestran ne ar sonoelectrodeposición galvanostática produjo 'nar película polipirrol (PPy) fuertemente adherente ne lisa dige asero, ko 'nar densidad corriente 4 mA cm — 2 jar njäts'i ya ácido oxálico 0,1 M yá pirrol 0,1 M. Ir nge ya polimerización sonoelectroquímica, obtuvieron películas PPy mextha ar resistencia ne ar dureza ko superficie lisa. Ar xi demostrado ke ya recubrimientos ar PPy preparados ya sonoelectroquímica proporcionan 'nar mfa̲ts'i sustancial ar corrosión ar asero St — 12. Ar recubrimiento sintetizado mar uniforme ne exhibía 'nar mextha resistencia 'na jar corrosión. Nuya resultados xi atribuir ar jar hecho ne ya ultrasonidos mejoraron ar transferencia masa ja ya reactivos ne ya causaron altas tasas reacción química a través de ar cavitación acústica ne ya altas temperaturas ne presiones da t'ot'e 'na. Validez ya datos impedancia pa ar interfaz asero St — 12 yá yoho recubrimientos PPy yá nt'ot'e corrosivos ar verificó utilizando ya transformadas KK ne ar observaron errores promedio bajos.

Hass ne Gedanken (2008) informaron dige ar éxito ar síntesis sonoelectroquímica nanopartículas metálicas ar magnesio. Ya eficiencias proceso sonoelectroquímico ar ar reactivo ar Gringard jar tetrahidrofurano (THF) wa 'nar njäts'i ya dibutildiglyme ma 41,35% ne 33,08%, respectivamente. Ar adición AlCl3 jar ár njäts'i ya Gringard bi hñuts'i drásticamente ar dätä nt'ot'e, elevando dá 82,70% ne ar 51,69% jar THF wa dibutildiglyme, respectivamente.

Producción hidrógeno sonoelectroquímico

Electrólisis promovida ya ultrasonidos aumenta significativamente ya rendimiento hidrógeno a partir de ar dehe wa soluciones alcalinas. 'Yot'e clic nuwa pa da lei mäs dige ar síntesis hidrógeno electrolítico acelerado ya ultrasonidos.

Electrocoagulación asistida ya ultrasonidos

Ár nt'ot'e ultrasonidos xí hñets'i'i frecuencia ja ya sistemas electrocoagulación ar pädi komongu ar sonoelectrocoagulación. Ya nsadi demuestran ne ar sonicación influye positivamente jar electrocoagulación, nä'ä da traduce, ngu, jar 'nar dätä eficacia eliminación ya hidróxidos hierro ya dehe residuales. Impacto positivo ya ultrasonidos ar electrocoagulación ar gi mä ja ar reducción ar pasivación ya electrodos. Ya ultrasonidos xí hñets'i'i ar frecuencia ne ar mextha ar intensidad destruyen ar capa sólida depositada ne dá eliminan ar bí nt'ot'e xi hño, manteniendo nja'bu̲ ya electrodos ñäñho completamente activos. 'Nehe, ya ultrasonidos activan ga̲ yoho xingu ya iones, es decir, cationes ne aniones, 'bui jar xe̲ni reacción ya electrodos. Ar agitación ultrasónica xta komongu ar nt'uni 'nar mar hñets'i micromovimiento ár njäts'i alimenta ne transporta ar materia ar prima ne ar producto ntsuni ne ya electrodos ndezu̲.
Ejemplos procesos exitosos sonoelectrocoagulación ya reducción ar Cr (VI) jar Cr (III) ja ya dehe residuales farmacéuticas, ar eliminación fósforo Nxoge ya efluentes ar industria química fina ko 'nar dätä nt'ot'e eliminación fósforo 99,5% jar 10 ya t'olo ora, ar eliminación ar njät'i ne DQO ya efluentes ar industria ar pulpa ne ar he̲'mi etcétera. Ya eficiencias ar remoción reportadas pa njät'i, DQO, Cr (VI), Cu (II) ne hne ma 100%, 95%, 100%, 97.3% ne 99.84%, respectivamente. (cf. Al — Qodah & Ya ar — Shannag, 2018)

Degradación sonoelectroquímica ar contaminantes

Ya reacciones electroquímicas ar oxidación y/o reducción promovidas ya ultrasonidos ar aplican komongu 'nar nt'ot'e potente da degradar ya contaminantes químicos. Ya mecanismos sonomecánicos ne sonoquímicos promueven degradación electroquímica ja ya contaminantes. Cavitación generada ya ultrasonidos xta lugar da intensa 'nar agitación, micromezcla, transferencia masa ne eliminación capas pasivantes ya electrodos. Nuya efectos cavitacionales gi komongu ar nt'uni principalmente 'nar mejora ar transferencia masa sólido-líquido ja ya electrodos ne ár njäts'i. Ya efectos sonoquímicos impactan Hmunts'i ja ya moléculas. Escisión homolítica ya moléculas crea oxidantes altamente reactivos. Jar nt'ot'e acuosos ne 'bu̲i Kwä oxígeno, ar producen radicales komongu ar HO•, ar HO2• ne ar O•. •Se mfädi ya radicales o ya mahyoni pa ar descomposición nt'ot'e xi hño materiales orgánicos. Da general, ar degradación sonoelectroquímica gi 'ñudi 'nar mextha dätä nt'ot'e ne ar adecuada pa ar nt'ot'e ya dätä volúmenes corrientes dehe residuales ne ma'ra ya líquidos contaminados.
Ngu, Lllanos et jar ar. (2016) descubrieron ne da obtenía 'nar ntsoni sinérgico significativo pa ar desinfección ar dehe nu'bu̲ ko ya electroquímico ar intensificaba ir nge ya sonicación (desinfección sonoelectroquímica). Ar bí nthe̲hu̲ da nuna aumento ar tasa desinfección mi relacionado ko ya supresión ya aggolomerados células ar E. coli, komongu ko 'nar dätä producción especies desinfectantes. 
Esclapez et jar ar. (2010) demostraron ne da utilizó 'nar reactor sonoelectroquímico diseñado específicamente (anke hingi optimizado) Nxoge ar escalado ar degradación ar ácido tricloroacético (TCAA), 'bu̲i 'nar hwähi ultrasónico generado ko ar UIP1000hd proporcionó mpädi mäs xi resultados (conversión fraccional ar 97%, dätä nt'ot'e degradación ar 26%, selectividad 0,92 ne ya dätä nt'ot'e corriente 8%) intensidades ultrasónicas ne flujo volumétrico mäs bajos. Yá ja ar hecho ne ar reactor sonoelectroquímico prepiloto aún mi Hinti mi optimizado, xähmä na da nuya resultados tsa da mejorar ar aún mi mäs.

Voltamperometría ultrasónica ne electrodeposición

Ar electrodeposición bí zits'i da t'ot'e xi hño galvanostática ja 'nar densidad corriente 15 mA yá cm2. Ya soluciones ar sometieron da ultrasonidos 'bu̲ 'be̲tho ar electrodeposición Nxoge 5 — 60 ya t'olo ora. 'Nar Hielscher Ultrasonido ar klase sonda UP200S ar utilizó ja 'nar pa ciclo 0,5. Ar ultrasonicación ar logró sumergiendo Hmunts'i sonda ultrasonido jar ár njäts'i. Pa evaluar ar impacto ultrasónico jar ár njäts'i 'be̲tho ar electrodeposición, bí utilizó ar voltamperometría cíclica (CV) jar 'mui revelar comportamiento ár njäts'i ne permite predecir ya nkohi ideales pa ar electrodeposición. Ar gi hyandi da nu'bu̲ ár njäts'i nu'u da somete ya ultrasonidos 'bu̲ 'be̲tho ar electrodeposición, ar deposición comienza da valores ár hne menu negativos. 'Me̲hna ir bo̲ni ke ya xkagentho ar corriente jar ár njäts'i ar requiere nja'bu̲ ár hne, ya ne ya especies ár njäts'i ar comportan xí activas ne ya hingi ultrasónicas. (cf. Yurdal & Karahan 2017)

Sondas electroquímicas mar hñets'i ar rendimiento ne ar SonoElectroReactors

Hielscher Ultrasonics ge ár socio ar experimentado ndezu̲ mahä'mu̲ pa sistemas ultrasónicos mar hñets'i ar rendimiento. Fabricamos ne distribuimos sondas ne reactores ultrasónicos thuhú generación, nä'ä da utilizan jar nga̲tho ar ximha̲i da aplicaciones pesadas entornos exigentes. Pa ar sonoelectroquímica, Hielscher xi desarrollado sondas ultrasónicas hontho, nä'ä xi nu'u hingi nthe komongu ar cátodo y/o ánodo, nja'bu ngu celdas ar reactor ultrasónico mäs ar za pa reacciones electroquímicas. Ya electrodos ne celdas ultrasónicos gi 'bu̲hu̲ da 'mui da sistemas galvánicos yá voltaicos, komongu pa sistemas electrolíticos.

Amplitudes controlables ko precisión pa da resultados óptimos

Ga̲tho ya procesadores ultrasónicos ar Hielscher ya controlables ko precisión ne, ir fiables fani hñäki jar R&D ne producción. Ar amplitud ge 'na ya parámetros cruciales ar ar proceso da influyen ar dätä nt'ot'e ne ya eficacia ja ya reacciones inducidas sonoquímica ne sonomecánicamente. Ga̲tho ya ultrasonidos Hielscher’ Ya procesadores permiten ar za preciso ar amplitud. Ya procesadores ultrasónicos industriales ar Hielscher xi ofrecer amplitudes xi altas ne proporcionar ar intensidad ultrasónica mahyoni pa ar aplicaciones sonoelectroquímicas exigentes. Las amplitudes de hasta 200 μm se pueden ejecutar fácilmente de forma continua en funcionamiento 24/7.
Ya ajustes precisos ar amplitud ne ar supervisión 'befi nzäm'bu ya parámetros ar proceso ultrasónico a través de 'nar software inteligente bí ofrecen ar posibilidad da ñut'i nu'u ko precisión ja ar reacción sonoelectroquímica. Nxoge kadu nt'eni ja ya sonicación, nga̲tho ya parámetros ultrasónicos ar registran automáticamente 'na jar tarheta SD incorporada, ja modo da kadu nt'eni to da evaluar ne da controlar. Sonicación óptima pa ya reacciones sonoelectroquímicas mäs eficientes!
Ya equipos gi 'bu̲hu̲ construidos da njapu'befi 24 yá 7 yá 365 ya plena carga ne ár robustez ne fiabilidad ya convierten ja ya fani hñäki ár proceso ar electroquímico. 'Me̲hna thogi ne equipo ultrasonidos Hielscher da 'nar herramienta ar 'be̲fi fiable da tso̲ni ko ya requisitos ár proceso sonoelectroquímico.

Máxima ar hño – Diseñado ne fabricado nu Alemäña

Ngu empresa ya meni, Hielscher xta prioridad ja ya mäs altos estándares hño pa yá procesadores ultrasónicos. Ya ultrasonidos ar diseñan, fabrican ne prueban minuciosamente ja ma 'mui Teltow, cerca de Berlín (nu Alemäña). Ar robustez ne ar fiabilidad ya equipos ultrasónicos Hielscher ya convierten ja 'nar fani hñäki ja yá producción. Funcionamiento ar 24 yá 7 da plena ya carga ne entornos exigentes ge 'nar característica xi ya sondas ne ya reactores ultrasónicos mar hñets'i rendimiento Hielscher.

Ga japi ar jar contacto ko ngekagihe nu'bya ne contar ga dige yá requisitos proceso electroquímico. Bí recomendaremos ya electrodos ar ultrasónicos ne ar configuración ar reactor xí adecuados!