ชุดอุปกรณ์โซโนอิเล็กโทรเคมี – อัลตราซาวนด์ 2000 วัตต์

โซโนอิเล็กโทรเคมีผสานข้อดีของเคมีไฟฟ้าเข้ากับโซโนเคมี ข้อได้เปรียบที่สำคัญที่สุดของเทคนิคเหล่านี้คือความเรียบง่าย ต้นทุนต่ำ ความสามารถในการทำซ้ำให้ได้ผลเหมือนเดิม และความสามารถในการขยายขนาด Hielscher Ultrasonics นำเสนอชุดอุปกรณ์โซโนอิเล็กโทรเคมีครบชุดสำหรับการใช้งานแบบแบตช์และแบบอินไลน์ ชุดอุปกรณ์นี้ประกอบด้วย:

• เครื่องกำเนิดอัลตราซาวนด์ขั้นสูง (2000 วัตต์) พร้อมระบบปรับจูนอัตโนมัติ การควบคุมแอมพลิจูด และระบบบันทึกข้อมูลที่มีความสามารถขั้นสูง,
• ทรานสดิวเซอร์กำลังสูงพร้อมฮอร์นอัลตราซาวนด์ (เกรดอุตสาหกรรม, 2000 วัตต์, 20kHz),
• ฉนวนไฟฟ้าที่ไม่ลดการสั่นของอัลตราซาวนด์
• ฮอร์นบูสเตอร์อัลตราซาวนด์สำหรับเพิ่มหรือลดแอมพลิจูด
• โซโนโทรดหลากหลายรูปแบบ (โซโนโทรดทำหน้าที่เป็นขั้วไฟฟ้า โดยเป็นแคโทดหรือแอโนด)
• เครื่องปฏิกรณ์เซลล์ไหลที่เปลี่ยนผนังเซลล์ได้ (อะลูมิเนียม, เหล็กกล้าไร้สนิม, เหล็กกล้า, ทองแดง, …)

คุณไม่จำเป็นต้องเสียเวลาพัฒนาชุดอุปกรณ์ของตนเองเพียงเพื่อผสานอัลตราซาวนด์เข้ากับเคมีไฟฟ้า และไม่จำเป็นต้องดัดแปลงระบบไฟฟ้าของอุปกรณ์อัลตราซาวนด์มาตรฐาน เลือกใช้ชุดอุปกรณ์โซโนอิเล็กโทรเคมีระดับอุตสาหกรรมนี้ แล้วทุ่มเทแรงและเวลาให้กับการวิจัยทางเคมีและการปรับกระบวนการให้เหมาะสมที่สุด!

ชุดอุปกรณ์พร้อมใช้งานสำหรับโซโนอิเล็กโทรเคมี

Hielscher Ultrasonics นำเสนอชุดอุปกรณ์โซโนอิเล็กโทรเคมีที่ใช้งานง่าย พร้อมการจัดวางองค์ประกอบที่ปรับเปลี่ยนได้และยืดหยุ่น ชุดอุปกรณ์นี้เหมาะสำหรับการวิจัยและพัฒนาทั่วไป การปรับกระบวนการให้เหมาะสมที่สุด ตลอดจนการผลิตขนาดกลาง โซโนโทรดของ UIP2000hdT (2000 วัตต์, 20kHz) สามารถใช้เป็นขั้วไฟฟ้าในชุดอุปกรณ์แบบแบตช์ หรือใช้งานแบบอินไลน์ร่วมกับเซลล์ไหลได้ โดยมีการออกแบบการแยกทางไฟฟ้าที่เป็นเอกลักษณ์ การอัปเกรดทรานสดิวเซอร์สำหรับโซโนอิเล็กโทรเคมีไม่ลดกำลังอัลตราซาวนด์
โซโนโทรด/ขั้วไฟฟ้ามาตรฐานทำจากไทเทเนียมเกรด 5 และออกแบบมาเพื่อให้ความเข้มของอัลตราซาวนด์สม่ำเสมอตลอดด้านข้างได้อย่างเหมาะสมที่สุด มีรูปแบบอื่นและวัสดุอื่นให้เลือก เช่น อะลูมิเนียม เหล็กกล้า หรือเหล็กกล้าไร้สนิม เครื่องปฏิกรณ์เซลล์ไหลแบบพิเศษของชุดอุปกรณ์นี้มีตัวเรือนอะลูมิเนียม ซึ่งแยกทางไฟฟ้าด้วยข้อต่อพลาสติกที่ปลายทั้งสองด้าน ชิ้นส่วนอะลูมิเนียมขึ้นรูปสามารถใช้เป็นขั้วไฟฟ้าแบบสละตัวที่มีต้นทุนต่ำ และเปลี่ยนเป็นวัสดุอื่น เช่น เหล็กกล้า เหล็กกล้าไร้สนิม หรือทองแดงได้ง่าย มีเซลล์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางหรือรูปแบบอื่นให้เลือก เซลล์ในภาพเขียนมีช่องว่างระหว่างขั้วไฟฟ้าอัลตราซาวนด์กับตัวเรือนเซลล์ประมาณ 2–4 mm ดังนั้นคลื่นอัลตราซาวนด์จึงทำให้เกิดการไหลจากแรงเสียงและคาวิเทชันที่ตัวเรือนเซลล์ด้วย อุปกรณ์มาตรฐานทั้งหมดของชุดอุปกรณ์รูปแบบนี้มีพร้อมในคลังสินค้าของเราในเยอรมนีและสหรัฐอเมริกา แน่นอนว่าคุณสามารถใช้ชุดอุปกรณ์เดียวกันนี้สำหรับกระบวนการอัลตราซาวนด์และโซโนเคมีอื่นทั้งหมดที่ไม่ใช้ไฟฟ้าในกระบวนการได้ ชุดอุปกรณ์นี้ยังใช้ได้กับกระบวนการที่ใช้อัลตราซาวนด์ช่วยร่วมกับพัลส์ไฟฟ้าระดับสูง (HEP)

ส่วนประกอบเกรดอุตสาหกรรมขั้นสูง

ลูกค้าจำนวนมากใช้ UIP2000hdT เพื่อเชื่อมต่อการทดสอบระดับโต๊ะปฏิบัติการไปสู่การผลิต เครื่องมือ Hielscher ทุกเครื่องสร้างขึ้นสำหรับการทำงานต่อเนื่อง – 24h/7d/365d UIP2000hdT มาพร้อมหน้าจอสัมผัส อินเทอร์เฟซอีเทอร์เน็ต ระบบบันทึกข้อมูลแบบ CSV ที่ใช้งานร่วมกับ Excel ได้ตลอด 24/7 ลงในการ์ด SD และเทอร์โมคัปเปิลสำหรับติดตามอุณหภูมิ คุณสามารถควบคุม UIP2000hdT ผ่านเบราว์เซอร์ได้ มีเซนเซอร์ความดันดิจิทัลที่เชื่อมต่อกับ UIP2000hdT ให้เลือกใช้ UIP2000hdT สามารถแสดงกำลังขาออกสุทธิจริงที่ขั้วไฟฟ้าได้ ซึ่งเป็นกำลังอัลตราซาวนด์เชิงกลสุทธิในของเหลว ทำให้คุณติดตามและตรวจสอบการใช้อัลตราซาวนด์ได้ทุกวินาที เช่น เพื่อควบคุมกระบวนการหรือปรับกระบวนการให้เหมาะสมที่สุด อุปกรณ์อัลตราซาวนด์จาก Hielscher ให้ผลลัพธ์ที่ทำซ้ำได้อย่างสม่ำเสมอสูงมากทั้งภายใต้เงื่อนไขเดิมและเมื่อทำการทดลองซ้ำ คุณสามารถขยายผลลัพธ์ของคุณไปสู่ระดับการผลิตได้แบบเชิงเส้น แน่นอนว่าทีมเทคนิคของ Hielscher จะสนับสนุนคุณในการจัดการทดลองที่เหมาะสม และ Hielscher จะร่วมงานกับคุณเพื่อให้กระบวนการของคุณทำงานได้

ชุดอุปกรณ์โซโนอิเล็กโทรเคมีนี้ตอบโจทย์ได้แทบทุกความต้องการ สิ่งเดียวที่อาจยังต้องการเพิ่มเติมคือ UIP2000hdT เครื่องที่สองเพื่อใช้เป็นขั้วไฟฟ้าขั้วที่สอง

หากคุณเพิ่งเริ่มศึกษาเคมีแขนงนี้ คุณจะพบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับโซโนเคมี เคมีไฟฟ้า และโซโนอิเล็กโทรเคมีด้านล่าง

โซโนเคมี + เคมีไฟฟ้า = โซโนอิเล็กโทรเคมี

โซโนอิเล็กโทรเคมีคือการผสานเคมีไฟฟ้าเข้ากับโซโนเคมี

เคมีไฟฟ้า

เคมีไฟฟ้าเพิ่มไฟฟ้าเข้าไปในเคมีเชิงฟิสิกส์ เป็นวิธีการขั้นสูงในการกระตุ้นรีเอเจนต์หรือสารตั้งต้นด้วยการถ่ายโอนอิเล็กตรอน ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่ตรงเป้าหมายและมีความเลือกจำเพาะ เคมีไฟฟ้าเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นบนพื้นผิว

โซโนเคมี

โซโนเคมีเพิ่มการไหลที่เกิดจากเสียงและคาวิเทชัน รวมถึงพลังงานกระตุ้นให้แก่ปฏิกิริยาเคมี กลไกที่สำคัญที่สุดในโซโนเคมีคือคาวิเทชัน การยุบตัวของฟองคาวิเทชันในสนามอัลตราซาวนด์ทำให้เกิดจุดร้อนเฉพาะที่ซึ่งมีสภาวะรุนแรง เช่น อุณหภูมิมากกว่า 5000 เคลวิน ความดันสูงถึง 1000 บรรยากาศ และลำของเหลวความเร็วสูงถึง 1000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง สิ่งนี้ช่วยปรับปรุงปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าบนพื้นผิวของขั้วไฟฟ้า
อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับโซโนเคมี!

โซโนอิเล็กโทรเคมี

โซโนอิเล็กโทรเคมีผสานเทคนิคทั้งสองที่กล่าวถึงข้างต้น โดยใช้อัลตราซาวนด์กับชุดอุปกรณ์เคมีไฟฟ้า อัลตราซาวนด์มีอิทธิพลต่อพารามิเตอร์สำคัญทางเคมีไฟฟ้าและประสิทธิภาพของกระบวนการเคมี สารละลายเคมีไฟฟ้าหรืออุทกพลศาสตร์ของสารวิเคราะห์ทางเคมีไฟฟ้าในเซลล์เคมีไฟฟ้าได้รับการปรับปรุงอย่างมากเมื่อมีอัลตราซาวนด์ การเชื่อมต่อขั้วไฟฟ้าเข้ากับฮอร์นอัลตราซาวนด์ส่งผลดีต่อความว่องไวของพื้นผิวขั้วไฟฟ้าและรูปแบบการกระจายความเข้มข้นของชนิดสารวิเคราะห์ทางเคมีไฟฟ้าทั่วทั้งเซลล์ ผลเชิงกลจากเสียงช่วยปรับปรุงการถ่ายเทมวลของชนิดสารทางเคมีไฟฟ้าจากสารละลายส่วนรวมไปยังพื้นผิวที่ไวต่อปฏิกิริยาไฟฟ้า ขั้วไฟฟ้าอัลตราซาวนด์ลดความหนาของชั้นการแพร่ที่พื้นผิวขั้วไฟฟ้า เพิ่มความหนาของชั้นที่สะสมบนขั้วไฟฟ้า/ชั้นชุบด้วยไฟฟ้า เพิ่มอัตราปฏิกิริยา ผลได้ และประสิทธิภาพทางเคมีไฟฟ้า เพิ่มความพรุนและความแข็งของชั้นที่สะสมบนขั้วไฟฟ้า ปรับปรุงการกำจัดก๊าซออกจากสารละลายเคมีไฟฟ้า ทำความสะอาดและฟื้นฟูความว่องไวของพื้นผิวขั้วไฟฟ้า ลดศักย์ไฟฟ้าส่วนเกินของขั้วไฟฟ้าด้วยการกำจัดชั้นพาสซีฟของโลหะและฟองก๊าซบนพื้นผิวขั้วไฟฟ้า (ซึ่งเกิดจากคาวิเทชันและการไหลจากแรงเสียง) และยับยั้งการเกิดคราบบนขั้วไฟฟ้า การประยุกต์ใช้โซโนอิเล็กโทรเคมีครอบคลุมการเกิดพอลิเมอร์ด้วยไฟฟ้า การรวมตะกอนด้วยไฟฟ้า การสังเคราะห์สารอินทรีย์ด้วยไฟฟ้า เคมีไฟฟ้าของวัสดุ เคมีไฟฟ้าสิ่งแวดล้อม เคมีวิเคราะห์เชิงไฟฟ้า การผลิตไฮโดรเจน และการสะสมสารบนขั้วไฟฟ้า

โซโนอิเล็กโทรเคมีในการประยุกต์ใช้เคมีแบบไหล

หากคุณดำเนินกระบวนการโซโนอิเล็กโทรเคมีในชุดอุปกรณ์แบบไหล คุณสามารถปรับเวลาพำนักของปฏิกิริยาโซโนอิเล็กโทรเคมีได้โดยเปลี่ยนอัตราการไหล คุณสามารถหมุนเวียนสารกลับเพื่อให้ได้รับการบำบัดซ้ำ หรือสูบสารผ่านเซลล์เพียงครั้งเดียว การหมุนเวียนกลับอาจมีข้อได้เปรียบในการควบคุมอุณหภูมิ เช่น ให้สารไหลผ่านเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเพื่อทำความเย็นหรือให้ความร้อน
หากคุณใช้วาล์วควบคุมความดันย้อนกลับที่ทางออกของเครื่องปฏิกรณ์เซลล์โซโนอิเล็กโทรเคมี คุณสามารถเพิ่มความดันภายในเซลล์ได้ ความดันภายในเซลล์เป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญมากในการเพิ่มความเข้มของการใช้อัลตราซาวนด์และส่งผลต่อการเกิดเฟสก๊าซ อีกทั้งยังมีความสำคัญเมื่อทำงานกับสารตั้งต้นหรือผลิตภัณฑ์ที่มีจุดเดือดต่ำ
การทำงานในโหมดไหลผ่านช่วยให้ทำงานได้อย่างต่อเนื่อง จึงสามารถผลิตได้ในปริมาตรที่มากขึ้น
หากวัสดุไหลระหว่างขั้วไฟฟ้าสองขั้ว เช่น โซโนโทรดกับผนังเซลล์ คุณสามารถลดระยะห่างระหว่างขั้วไฟฟ้าได้ ทำให้ควบคุมจำนวนอิเล็กตรอนที่ถ่ายโอนได้ดีขึ้น และเพิ่มความเลือกจำเพาะของปฏิกิริยาได้ สิ่งนี้สามารถปรับปรุงความแม่นยำ การกระจาย และผลได้ของผลิตภัณฑ์
โดยทั่วไป ปฏิกิริยาโซโนอิเล็กโทรเคมีในระบบเครื่องปฏิกรณ์เซลล์ไหลสามารถเกิดได้เร็วกว่าปฏิกิริยาที่สอดคล้องกันในกระบวนการแบบแบตช์มาก ปฏิกิริยาที่อาจใช้เวลานานถึงหลายชั่วโมงสามารถเสร็จสมบูรณ์ได้ภายในหลายนาที พร้อมให้ผลิตภัณฑ์ที่ดีขึ้น

วรรณกรรม / เอกสารอ้างอิง

• 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.