Konfigurimi i Sonoelektrokimisë – Ultratinguj 2000 Watts

Sonoelectrokimia kombinon përfitimet e elektrokimisë me sonokiminë. Avantazhi më i madh në këto teknika është thjeshtësia, kostoja e ulët, riprodhueshmëria dhe shkallëzueshmëria e tyre. Hielscher Ultrasonics ofron konfigurim të plotë sonoelektrokimik për përdorim në grup dhe në linjë. Ai përbëhet nga:

• një gjenerator i avancuar tejzanor (2000 watts) me akordim automatik, kontroll të amplitudës dhe regjistrim të sofistikuar të të dhënave,
• një transduktor i fuqishëm me bri tejzanor (grade industriale, 2000 watts, 20 kHz),
• një izolant elektrik që nuk redukton dridhjet tejzanor
• brirët përforcues tejzanor për rritjen ose uljen e amplitudës
• dizajne të ndryshme sonotrode (Sonotrode është elektroda. Katodë ose anodë.)
• reaktor me qeliza rrjedhëse me mure qelizash të këmbyeshme (alumin, çelik, çelik, bakër, …)

Ju nuk keni nevojë të humbni kohën tuaj duke zhvilluar konfigurimin tuaj vetëm që të mund të kombinoni ultratingullin me elektrokiminë. Nuk keni nevojë të bëni modifikime elektrike në pajisjet standarde të ultrazërit. Merrni këtë konfigurim të sonoelektrokimisë industriale dhe fokusoni përpjekjet dhe kohën tuaj në kërkimin tuaj kimik dhe optimizimin e procesit!

Gati për t'u përdorur Setup për Sonoelectrochemistry

Hielscher Ultrasonics ofron një konfigurim sonoelektrokimik të lehtë për t'u përdorur me një konfigurim të adaptueshëm dhe fleksibël. Ky konfigurim është i përshtatshëm për kërkime dhe zhvillim të përgjithshëm dhe optimizim të procesit, si dhe për prodhim në shkallë të mesme. Sonotrode në UIP2000hdT (2000 watts, 20kHz) mund të përdoret si një elektrodë në një konfigurim grumbull ose në linjë me një qelizë rrjedhëse. Ka një dizajn unik të izolimit elektrik. Përmirësimi i transduktorit sonoelektrokimik nuk e zvogëlon fuqinë tejzanor.
Sonotrode/elektroda standarde është titan i klasës 5 dhe është projektuar për të optimizuar uniformitetin e intensitetit tejzanor përgjatë anës së tij. Ka dizajne të tjera dhe materiale të tjera si alumini, çeliku ose çelik inox. Reaktori i veçantë i qelizave rrjedhëse të këtij dizajni ka një trup alumini i cili është i izoluar elektrikisht nga lidhjet plastike në të dy skajet. Profili i aluminit mund të përdoret si një elektrodë sakrifikuese me kosto të ulët dhe mund të zëvendësohet lehtësisht me materiale të tjera si çeliku, çelik inox ose bakër. Diametra ose modele të tjera të qelizave janë të disponueshme. Qeliza në vizatim ka një hendek prej rreth 2-4 mm midis elektrodës tejzanor dhe trupit të qelizës. Prandaj valët ultrasonike shkaktojnë rrjedhje akustike dhe kavitacion edhe në trupin e qelizës. Të gjithë artikujt standardë të këtij dizajni janë të disponueshëm në magazinat tona në Gjermani dhe SHBA. Sigurisht që mund të përdorni të njëjtin konfigurim për të gjitha proceset e tjera jo-elektrike ultrasonike dhe sonokimike. Ky konfigurim funksionon gjithashtu për proceset e mbështetura me ultratinguj me impulse të larta elektrike (HEP).

Ky konfigurim sonoelektrokimik nuk lë shumë për të dëshiruar. E vetmja gjë që mbetet mund të jetë një UIP2000hdT e dytë si një elektrodë e dytë.

sonoelektrokimia

Sonoelectrochemistry kombinon dy teknikat e përmendura më sipër duke aplikuar ultratinguj në një instalim elektrokimik. Ultratingulli ndikon në parametra të rëndësishëm elektrokimikë dhe në efikasitetin e proceseve kimike. Zgjidhja elektrokimike ose hidrodinamika e elektroanalitit në një qelizë elektrokimike përmirësohet shumë nga prania e ultrazërit. Lidhja e një elektrode me një bri tejzanor ka efekte pozitive në aktivitetin e sipërfaqes së elektrodës dhe profilin e përqendrimit të specieve elektroanalitike në të gjithë qelizën. Efektet sonomekanike përmirësojnë transportin masiv të specieve elektrokimike nga tretësira me shumicë në sipërfaqen elektroaktive. Një elektrodë tejzanor zvogëlon trashësinë e shtresës së difuzionit në sipërfaqen e elektrodës, rrit trashësinë e depozitimit/elektrikimit të elektrodës, rrit normat elektrokimike, rendimentet dhe efikasitetin, rrit porozitetin dhe ngurtësinë e depozitimit të elektrodës, përmirëson heqjen e gazit nga solucionet elektrokimike; pastron dhe riaktivizon sipërfaqen e elektrodës, zvogëlon mbipotencialet e elektrodave, me anë të depasivimit të metalit dhe heqjes së flluskave të gazit në sipërfaqen e elektrodës (e shkaktuar nga kavitacioni dhe rrjedha akustike) dhe frenon ndotjen e elektrodës. Aplikimet e sonoelektrokimisë përfshijnë elektropolimerizimin, elektrokoagulimin, elektrosintezën organike, elektrokiminë e materialit, elektrokiminë mjedisore, kiminë elektroanalitike, prodhimin e hidrogjenit dhe depozitimin e elektrodës.

Sonoelektrokimia në aplikimet e kimisë së rrjedhës

Nëse kryeni procese sonoelektrokimike në një konfigurim të rrjedhës, mund të rregulloni kohën e qëndrimit të reaksioneve sonoelektrokimike duke ndryshuar shpejtësinë e rrjedhës. Ju mund të riqarkulloni për ekspozim të përsëritur ose të pomponi përmes qelizës një herë. Riqarkullimi mund të jetë i favorshëm për kontrollin e temperaturës, p.sh. duke kaluar nëpër një shkëmbyes nxehtësie për ftohje ose ngrohje.
Nëse përdorni një valvul të presionit të kundërt në daljen e reaktorit të qelizave sono-elektrokimike, mund të rrisni presionin brenda qelizës. Presioni brenda qelizës është një parametër shumë i rëndësishëm për të intensifikuar sonikimin dhe për të ndikuar në prodhimin e fazave të gazit. Është gjithashtu e rëndësishme kur punoni me reaktantë ose produkte me një pikë vlimi të ulët.
Funksionimi në modalitetin flow-through lejon funksionimin e vazhdueshëm dhe në këtë mënyrë prodhimin e vëllimeve më të mëdha.
Nëse materiali rrjedh midis dy elektrodave, p.sh. sonotrode dhe muri qelizor, ju mund të zvogëloni distancën midis elektrodave. Kjo lejon kontroll më të mirë të numrit të elektroneve të transferuara dhe selektivitet më të mirë të reaksionit. Kjo mund të përmirësojë saktësinë, shpërndarjen dhe rendimentin e produktit.
Në përgjithësi, reaksionet sonoelektrokimike në një rregullim të reaktorit të qelizave rrjedhëse mund të jenë shumë më të shpejta se reaksioni analog në një proces grumbull. Reagimet që mund të zgjasin deri në disa orë mund të përfundojnë në disa minuta, duke prodhuar një produkt më të mirë.

---

Literatura / Referencat

• 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.