Configuração de sonoelectroquímica – 2000 watts de ultra-sons

A sonoelectroquímica combina os benefícios da eletroquímica com a sonoquímica. A maior vantagem destas técnicas é a sua simplicidade, baixo custo, reprodutibilidade e escalabilidade. A Hielscher Ultrasonics oferece uma configuração sonoelectroquímica completa para utilização em lotes e em linha. Ele consiste de:

• um gerador ultrassónico avançado (2000 watts) com afinação automática, controlo de amplitude e registo de dados sofisticado,
• um potente transdutor com corneta ultra-sónica (qualidade industrial, 2000 watts, 20kHz),
• um isolador elétrico que não reduz as vibrações ultra-sónicas
• buzinas amplificadoras ultra-sónicas para aumentar ou diminuir a amplitude
• vários modelos de sonotrodos (o sonotrodo é o elétrodo, catódico ou anódico).
• reator de célula de fluxo com paredes de célula intercambiáveis (alumínio, aço inoxidável, aço, cobre), …)

Não precisa de perder tempo a desenvolver a sua própria configuração só para poder combinar os ultra-sons com a eletroquímica. Não precisa de fazer modificações eléctricas no equipamento de ultra-sons padrão. Obtenha esta configuração sonoelectroquímica industrial e concentre os seus esforços e tempo na investigação química e na otimização de processos!

Configuração pronta a utilizar para Sonoelectroquímica

A Hielscher Ultrasonics oferece uma instalação sonoelectroquímica fácil de usar com uma configuração adaptável e flexível. Esta configuração é adequada para a investigação geral e desenvolvimento e otimização de processos, bem como para a produção em média escala. O sonotrodo no UIP2000hdT (2000 watts, 20kHz) pode ser usado como um elétrodo numa configuração de lote ou em linha com uma célula de fluxo. Possui um design único de isolamento elétrico. A atualização do transdutor sonoelectroquímico não reduz a potência ultra-sónica.
O sonotrodo/electrodo padrão é de titânio de grau 5 e foi concebido para otimizar a uniformidade da intensidade ultra-sónica ao longo do seu lado. Estão disponíveis outros modelos e outros materiais, como alumínio, aço ou aço inoxidável. O reator de célula de fluxo especial deste modelo tem um corpo de alumínio que é isolado eletricamente pelas ligações de plástico em ambas as extremidades. O perfil de alumínio pode ser utilizado como elétrodo de sacrifício de baixo custo e pode ser facilmente substituído por outros materiais, como o aço, o aço inoxidável ou o cobre. Estão disponíveis outros diâmetros ou modelos de células. A célula no desenho tem um espaço de cerca de 2-4 mm entre o elétrodo ultrassónico e o corpo da célula. Por conseguinte, as ondas ultra-sónicas causam fluxo acústico e cavitação também no corpo da célula. Todos os artigos padrão deste modelo estão disponíveis nos nossos armazéns na Alemanha e nos EUA. É claro que pode utilizar a mesma configuração para todos os outros processos ultra-sónicos e sonoquímicos não eléctricos. Esta configuração também funciona para processos suportados por ultra-sons com impulsos eléctricos elevados (HEP).

sonoelectroquímica

A sonoelectroquímica combina as duas técnicas acima referidas, aplicando a ultra-sons a uma instalação eletroquímica. Os ultra-sons influenciam parâmetros electroquímicos importantes e a eficiência dos processos químicos. A solução eletroquímica ou a hidrodinâmica do electroanalito numa célula eletroquímica é grandemente melhorada pela presença de ultra-sons. O acoplamento de um elétrodo a uma corneta ultra-sónica tem efeitos positivos na atividade da superfície do elétrodo e no perfil de concentração das espécies de electroanalitos em toda a célula. Os efeitos sonomecânicos melhoram o transporte de massa das espécies electroquímicas da solução a granel para a superfície electroactiva. Um elétrodo ultrassónico reduz a espessura da camada de difusão na superfície do elétrodo, aumenta a espessura da deposição/eletrodeposição do elétrodo, aumenta as taxas electroquímicas, os rendimentos e as eficiências, aumenta a porosidade e a dureza da deposição do elétrodo, melhora a remoção de gás das soluções electroquímicas; limpa e reactiva a superfície do elétrodo, reduz os sobrepotenciais do elétrodo, através da despassivação do metal e da remoção de bolhas de gás na superfície do elétrodo (induzida pela cavitação e pelo fluxo acústico), e suprime a incrustação do elétrodo. As aplicações da sonoelectroquímica incluem a electropolimerização, a eletrocoagulação, a electrossíntese orgânica, a eletroquímica de materiais, a eletroquímica ambiental, a química electroanalítica, a produção de hidrogénio e a deposição de eléctrodos.

Sonoelectroquímica em aplicações de química de fluxo

Se realizar processos sonoelectroquímicos numa configuração de fluxo, pode ajustar o tempo de permanência das reacções sonoelectroquímicas variando o caudal. Pode recircular para exposição repetida ou bombear através da célula uma vez. A recirculação pode ser vantajosa para o controlo da temperatura, por exemplo, através do fluxo através de um permutador de calor para arrefecimento ou aquecimento.
Se se utilizar uma válvula de contrapressão na saída do reator da célula sono-eletroquímica, é possível aumentar a pressão no interior da célula. A pressão no interior da célula é um parâmetro muito importante para intensificar a sonicação e influenciar a produção de fases gasosas. Também é importante quando se trabalha com reagentes ou produtos com um baixo ponto de ebulição.
O funcionamento em modo de fluxo contínuo permite o funcionamento contínuo e, por conseguinte, a produção de maiores volumes.
Se o material fluir entre dois eléctrodos, por exemplo, o sonotrodo e a parede celular, é possível reduzir a distância entre os eléctrodos. Isto permite um melhor controlo do número de electrões transferidos e uma melhor seletividade da reação. Isto pode melhorar a precisão, a distribuição e o rendimento do produto.
Em geral, as reacções sonoelectroquímicas num reator de célula de fluxo podem ser muito mais rápidas do que a reação análoga num processo descontínuo. As reacções que podem demorar até várias horas podem ser concluídas em vários minutos, produzindo um produto melhor.