Literature Review: Open Source Hypochlorous Acid Generator/vi
Nội dung
- 1 Lý lịch
- 2 Điều khoản tìm kiếm
- 3 Văn học
- 3.1 CẦN LÀM
- 3.2 Axit hipoclorơ
- 3.2.1 Axit hipoclorơ - Wikipedia
- 3.2.2 Axit hypoclorơ: Một đánh giá
- 3.2.3 Khả năng sử dụng axit hypoclorit và buồng khử trùng thông minh đúc sẵn để giảm thiểu phơi nhiễm COVID-19 liên quan đến nghề nghiệp
- 3.2.4 Axit hypoclorơ và tác dụng đối kháng dược lý của nó: Một hình ảnh cập nhật
- 3.2.5 Sự phát triển của Escherichia coli trong các màng sinh học của hệ thống phân phối mô hình tiếp xúc với axit hypoclorit hoặc monocloramin
- 3.2.6 Axit hypoclorơ như một chất khử trùng cho HPV nguy cơ cao: Cái nhìn sâu sắc về cơ chế hoạt động
- 3.2.7 Vô hiệu hóa Prion và Hạt Amyloid bằng Axit Hypochlorous
- 3.3 Máy điện phân màng trao đổi
- 3.4 Máy điện phân không màng
- 3,5 Sản xuất Hypochlorite
- 3.5.1 Tối ưu hóa quá trình tạo axit hypoclorit bằng phương pháp điện phân HCl thông qua phương pháp bề mặt phản ứng và mạng nơ-ron nhân tạo
- 3.5.2 Nước điện phân như một chất khử trùng: Một đánh giá có hệ thống về các yếu tố ảnh hưởng đến sản xuất và hiệu quả của axit hypoclorơ
- 3.5.3 Phát triển chất khử trùng gốc clo bằng phương pháp điện phân
- 3.5.4 Máy tạo axit hypoclorit cỡ trung tại chỗ, theo yêu cầu để kiểm soát Covid-19
- 3.5.5 Nhà sản xuất axit hypoclorơ kinh tế để kiểm soát Covid-19
- 3.5.6 Thiết kế hệ thống tạo ion hypoclorit hiệu suất cao bằng cách kết hợp điện phân hỗ trợ màng trao đổi cation với dòng thu hồi khí clo
- 3.5.7 Khử trùng nước bằng điện hóa Phần I: Sản xuất hypoclorit từ dung dịch clorua rất loãng
- 3.5.8 Khử trùng nước bằng điện hóa. Phần II: Sản xuất hypoclorit từ nước uống, tiêu thụ clo và vấn đề cặn vôi
- 3.5.9 Khử trùng nước bằng điện hóa Phần III: Sản xuất hypoclorit từ nước uống bằng cách làm sạch catốt bằng siêu âm
- 3.6 Điện thế
- 3.6.1 Phát triển một máy biến áp giá rẻ dựa trên Arduino
- 3.6.2 MYSTAT: Một máy đo điện thế/điện cực nhỏ gọn dùng để đo điện hóa học nói chung
- 3.6.3 PassStat, một máy đo điện thế nguồn mở đơn giản nhưng nhanh, chính xác và linh hoạt
- 3.6.4 Mở nắp máy biến thế: hướng dẫn cho người mới bắt đầu để hiểu về mạch điện hóa và hoạt động thực tế
- 3.6.5 Một Potentiostat dựa trên vi điều khiển đơn giản cho các ứng dụng tài nguyên thấp
- 3.6.6 Xây dựng một Potentiostat dựa trên vi điều khiển: Một nền tảng giá rẻ và đa năng để giảng dạy điện hóa học và đo lường
- 3.6.7 Potentiostat nguồn mở để phát hiện điện hóa không dây bằng điện thoại thông minh
- 3.6.8 CheapStat: Một Potentiostat nguồn mở, 'Tự làm' cho các ứng dụng phân tích và giáo dục
- 3.6.9 DStat: Một Potentiostat đa năng, mã nguồn mở cho phân tích điện và tích hợp
- 3.6.10 Một khuôn khổ nhỏ nhưng hoàn chỉnh cho máy quang phổ trở kháng điện hóa, máy quang phổ Galvanostat và máy quang phổ điện thế
- 3.6.11 SweepStat: Một Potentiostat hai điện cực tự lắp ráp cho nghiên cứu điện cực vĩ mô và điện cực siêu nhỏ
- 3.6.12 ABE-Stat, một dự án Potentiostat không dây đa năng và hoàn toàn mã nguồn mở bao gồm phổ trở kháng điện hóa
- 3.7 Điện cực
- 3.8 Xử lý chất lỏng
- 3.8.1 Bộ bơm nhu động in 3D có thể tùy chỉnh cao
- 3.8.2 Máy bơm FAST, một máy bơm nhu động giá rẻ, dễ chế tạo, được in 3D bằng công nghệ SLA dành cho các hệ thống đa kênh trong bất kỳ phòng thí nghiệm nào
- 3.8.3 Bộ máy in 3D Ender3 được chuyển đổi thành bộ bơm tiêm mở, có thể lập trình
- 3.8.4 Một máy bơm tiêm đẩy-kéo giá rẻ cho các ứng dụng dòng chảy liên tục
- 3.8.5 Bơm tiêm - OSF
- 3.8.6 Thiết kế cánh quạt và bơm - OSF
- 3.8.7 Máy bơm Flui.Go - OSF
- 3.9 Đo lường và Xác nhận
- 3.10 Ứng dụng trong tương lai
- 4 Tài liệu tham khảo
Lý lịch
Axit hipoclorơ là gì?
Axit hypoclorơ (HOCl hoặc HClO) là một axit yếu có trong tự nhiên ở nhiều sinh vật sống bao gồm cả con người. Axit hypoclorơ không độc hại và có khả năng vô hiệu hóa nhiều loại mầm bệnh và vi sinh vật khác nhau. Ưu điểm của việc sử dụng axit hypoclorơ làm chất khử trùng là nó có thể được sản xuất tại chỗ thông qua quá trình điện phân dung dịch natri clorua trong nước; nói một cách đơn giản, nó có thể được tạo ra bằng cách dẫn dòng điện qua dung dịch nước muối. Điều này cho phép sản xuất chất khử trùng mạnh mà không cần sử dụng thiết bị công nghiệp đắt tiền hoặc phức tạp. Mục tiêu của bài tổng quan tài liệu này là thu thập thông tin cơ bản cần thiết để thiết kế và xây dựng máy tạo axit hypoclorơ nguồn mở có thể được sử dụng ở cả cấp độ người tiêu dùng và tổ chức.
Khảo sát thị trường máy phát điện HOCl
| Công ty | Giá thông thường | Thông số kỹ thuật sản phẩm | Thông tin bổ sung |
| Cửa hàng EWCO | 299,99 đô la | - Pin điện phân: Titan
3.000 chu kỳ (mỗi chu kỳ 8 phút)
| - Tạo ra nồng độ lên đến 200 ppm HOCl |
| Máy phun Liberty | 119,00 đô la | Máy phát điện HOCL 2L cao cấp
Máy tạo HOCl tiêu chuẩn 2 lít
| - Ổ cắm điện gắn tường làm nguồn điện |
| Sức mạnh của thiên nhiên | 69,00 đô la | - Trọng lượng vận chuyển: 0,86 kg (1,9 lbs.)
| -Bắt buộc phải mua viên nang có chứa muối và giấm (axit axetic)
|
| Phòng thí nghiệm Egret Canada | 249,00 đô la | - Pin điện phân: Titan
|
Điều khoản tìm kiếm
"Axit hipoclorơ"
"HOCl"
"Chất khử trùng" VÀ "sản xuất"
Văn học
CẦN LÀM
- Các hệ thống sử dụng pin điện phân được sản xuất từ hợp kim chất lượng thấp sẽ nhanh hỏng và có thể không tạo ra axit hypoclorơ (tính chọn lọc giải phóng clo).
- Nếu bình điện phân được làm từ thép hoặc các kim loại cấp thấp khác, bình điện phân sẽ xuống cấp rất nhanh và tạo ra các hợp chất crom có hại có thể gây ung thư.
- Một hệ thống có bình điện phân nhỏ so với thể tích của bình chứa sẽ cần lượng muối cao hơn để đạt đến một ppm nhất định.
- Khiến độ mặn của dung dịch trở nên cực kỳ cao và rất có thể hệ thống đang tạo ra natri hypoclorit (NaOCl) chứ KHÔNG phải axit hypoclorơ (HOCl).
- HOCl có thời hạn sử dụng tương đối ngắn khi so sánh với các chất khử trùng thương mại khác.
- Loại muối đó có cần phải không chứa iốt không?
- Cần nồng độ ppm/tối ưu?
- pH có thể được sử dụng để xác định nồng độ của các thành phần dung dịch khác nhau
- Lấy sản phẩm và gửi đến phòng thí nghiệm hóa học để phân tích quang phổ ở các độ pH khác nhau
- Axit axetic có thể được sử dụng để giảm độ pH
- Cảm biến pH có thể được tích hợp vào thiết bị để cho phép theo dõi pH theo thời gian thực, từ đó có thể ước tính nồng độ
- Độ pH có thể được giữ trong phạm vi thông qua việc bổ sung dần axit axetic dưới dạng giấm trắng
- Nếu điều này được thực hiện thì nó phải tính đến lượng giấm trong dung dịch và thay đổi ước tính nồng độ HOCl
- Nồng độ phải được duy trì ở mức trên một ngưỡng nhất định để có hiệu quả chống lại các tác nhân gây bệnh
- HOCl ổn định thể hiện hoạt động kháng khuẩn phổ rộng ở nồng độ từ 0,1 đến 2,8 μg/mL
Axit hipoclorơ
Axit hipoclorơ - Wikipedia
Wikipedia Volunteers, “Hypochlorous acid,” Wikipedia. Ngày 31 tháng 12 năm 2021. Truy cập: Ngày 08 tháng 01 năm 2022. [Trực tuyến]. Có sẵn: https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Hypochlorous_acid&oldid=1063015952
- Viết
Axit hypoclorơ: Một đánh giá
MS Block và BG Rowan, “Axit hypoclorit: Một bài đánh giá”, Tạp chí phẫu thuật miệng và hàm mặt, tập 78, số 9, trang 1461–1466, tháng 9 năm 2020, doi: 10.1016/j.joms.2020.06.029.
- Viết
Khả năng sử dụng axit hypoclorit và buồng khử trùng thông minh đúc sẵn để giảm thiểu phơi nhiễm COVID-19 liên quan đến nghề nghiệp
K. Nguyen và cộng sự, “Khả năng sử dụng axit hypoclorit và buồng khử trùng thông minh đúc sẵn để giảm phơi nhiễm COVID-19 liên quan đến nghề nghiệp”, Quản lý rủi ro và chính sách chăm sóc sức khỏe, tập 14, trang 247–252, tháng 12 năm 2021, doi: 10.2147/RMHP.S284897.
- Viết
Axit hypoclorơ và tác dụng đối kháng dược lý của nó: Một hình ảnh cập nhật
D. Lapenna và F. Cuccurullo, “Axit hypoclorơ và tác dụng đối kháng dược lý của nó: Một bức tranh cập nhật”, Gen. Pharmac., tập 27, số 7, trang 1145–1147, tháng 10 năm 1996, doi: 10.1016/S0306-3623(96)00063-8.
- Nghiên cứu này thảo luận một số khía cạnh sinh hóa và bệnh lý sinh lý của axit hypoclorơ
- Thông tin chính:
- Axit hypoclorơ (HOCl) là một chất oxy hóa chính được sản xuất bởi các tế bào bạch cầu hoạt động
- Axit hypoclorơ là một hợp chất diệt khuẩn vô cơ chính của hệ miễn dịch bẩm sinh và có hiệu quả chống lại nhiều loại vi sinh vật
Sự phát triển của Escherichia coli trong các màng sinh học của hệ thống phân phối mô hình tiếp xúc với axit hypoclorit hoặc monocloramin
MM Williams và EB Braun-Howland, “Sự phát triển của Escherichia coli trong màng sinh học hệ thống phân phối mô hình tiếp xúc với axit hypoclorit hoặc monocloramin,” Vi sinh vật ứng dụng và môi trường, tập 69, số 9, trang 5463–5471, tháng 9 năm 2003, doi: 10.1128/AEM.69.9.5463-5471.2003.
- Viết
Axit hypoclorơ như một chất khử trùng cho HPV nguy cơ cao: Cái nhìn sâu sắc về cơ chế hoạt động
LI Robins và cộng sự, “Axit hypoclorit như một chất khử trùng cho HPV nguy cơ cao: Hiểu biết sâu sắc về cơ chế hoạt động”, Tạp chí Virus học Y khoa, tập 94, số 7, trang 3386–3393, 2022, doi: 10.1002/jmv.27716.
- Viết
Vô hiệu hóa Prion và Hạt Amyloid bằng Axit Hypochlorous
AG Hughson và cộng sự, “Bất hoạt Prion và Hạt Amyloid bằng Axit Hypochlorous,” PLOS Pathogens, tập 12, số 9, trang e1005914, tháng 9 năm 2016, doi: 10.1371/journal.ppat.1005914.
- Viết
Máy điện phân màng trao đổi
Hóa học LibreTexts: Điện phân
K. Song, " Điện phân ", Chemistry LibreTexts, ngày 02 tháng 10 năm 2013. (truy cập ngày 06 tháng 01 năm 2022).
- Điện phân: được sử dụng để tách một chất thành các thành phần/nguyên tố ban đầu của nó
- Pin điện phân: về cơ bản là pin volta của phản ứng không tự phát; bao gồm hai điện cực (một đóng vai trò là catốt và một đóng vai trò là anot) và chất điện phân
- Xem sơ đồ pin điện phân tại đây
Một cuộc điều tra thực nghiệm về sự đối lưu tự do do bong bóng tạo ra trong một tế bào điện hóa nhỏ
P. Boissonneau và P. Byrne, " Một cuộc điều tra thực nghiệm về sự đối lưu tự do do bong bóng gây ra trong một bình điện hóa nhỏ ", Tạp chí Điện hóa ứng dụng, tập 30, trang 9, tháng 7 năm 2000, doi: 10.1023/A:1004034807331.
- Tiến hành điện phân cả dung dịch Na 2 SO 4 và dung dịch NaCl/NaClO 3 để tạo ra bọt khí hydro và oxy ở một hoặc cả hai điện cực để nghiên cứu chế độ dòng chảy hai pha, kích thước bọt khí, thành phần khí và vận tốc chất lỏng giữa các điện cực.
- Kết quả có liên quan:
- Phản ứng điện hóa bị ảnh hưởng bởi dòng chất điện phân do sự gia tăng truyền khối lượng đến bề mặt điện cực
- Dòng chảy và truyền khối cũng có thể được áp dụng bằng cách tạo ra các bong bóng điện hóa trên bề mặt điện cực
- Có liên quan đến quá trình clorat vì các bong bóng hydro được tạo ra ở bề mặt catốt dẫn đến dòng chảy trong kênh
- Điện phân dung dịch natri clorua (NaCl) tạo ra:
- Khí hydro ở catốt và tồn tại dưới dạng bọt khí trong hệ thống
- Clo ở anot, nhưng phản ứng rất nhanh với các chất khác trong chất điện phân và biến mất
- Khí oxy ở anot và làm giảm dòng chất lỏng của hệ thống 2-4%
- Thông tin chính:
- Trong lò phản ứng điện phân không có màng được mở rộng quy mô, sự tương tác của các bong bóng và động lực hợp nhất của chúng có thể dẫn đến các kiểu dòng chảy dữ dội hơn ảnh hưởng đến hiệu suất của lò phản ứng.
- Trong bối cảnh này, "mở rộng quy mô" đề cập đến ứng dụng vi lưu chất trái ngược với vi lưu chất
- Bình luận: điều này có liên quan đến mục đích của chúng tôi, phù hợp hơn với thiết kế do H. Hashemi và cộng sự đề xuất năm 2019
- Trong lò phản ứng điện phân không có màng được mở rộng quy mô, sự tương tác của các bong bóng và động lực hợp nhất của chúng có thể dẫn đến các kiểu dòng chảy dữ dội hơn ảnh hưởng đến hiệu suất của lò phản ứng.
Máy điện phân không màng
Khung đánh giá giới hạn hiệu suất của máy điện phân không màng
X. Pang, JT Davis, AD Harvey và DV Esposito, "Khung đánh giá giới hạn hiệu suất của máy điện phân không màng", Energy Environ. Sci., tập 13, số 10, trang 3663–3678, tháng 10 năm 2020, doi: 10.1039/D0EE02268C.
- Khám phá giới hạn hiệu suất của máy điện phân không màng dạng tấm song song (PPME) và mô tả định lượng sự đánh đổi giữa hiệu suất, mật độ dòng điện, kích thước điện cực và độ tinh khiết của sản phẩm
- Đạt được bằng thực nghiệm sử dụng quay phim tốc độ cao tại chỗ (HSV) để theo dõi chiều rộng của các luồng bong bóng H2 được tạo ra theo chức năng của nhiều thông số
- Mô tả định lượng các sự đánh đổi và tối ưu hóa bằng cách sử dụng các mối quan hệ toán học khác nhau liên quan đến các cạnh của một mô hình lý thuyết được gọi là tứ diện không may mắn
- Kết quả có liên quan:
- Hiệu suất và mật độ dòng điện của PPME được tối ưu hóa bị giới hạn ở tỷ lệ giao thoa H2 là 1% có thể vượt quá hiệu suất và mật độ dòng điện của các máy điện phân kiềm thông thường
- PPME có hiệu suất và mật độ dòng điện thấp hơn so với các loại đạt được bằng màng điện phân polyme không khe hở (PEM)
- Phân tích sự đánh đổi giữa mật độ dòng điện, hiệu suất và độ tinh khiết của sản phẩm
- Phân tích sự đánh đổi giữa kích thước điện cực, hiệu quả và độ tinh khiết của sản phẩm
- Biểu thức để tính hiệu suất của máy điện phân được đưa ra
- Chiều rộng chùm bong bóng không có đơn vị được xác định là một mô tả tốt có thể được sử dụng để dự đoán tỷ lệ giao thoa H2 trong nhiều điều kiện vận hành khác nhau cho PPME
- Một mối quan hệ thực nghiệm đã được mô tả bằng cách sử dụng Định lý Buckingham Pi để liên hệ chiều rộng của luồng khói với chiều rộng kênh và chiều dài điện cực và các điều kiện vận hành (i, vận tốc (U)) dự kiến sẽ ảnh hưởng đến chiều rộng của luồng khói
- Thông tin chính:
- Các số liệu hiệu suất có thể được minh họa bằng đồ họa bằng cách sử dụng một mô hình được gọi là tứ diện bất hạnh
- Bốn góc là:
- Opex (liên quan đến hiệu quả)
- Capex (liên quan đến kích thước điện cực và khả năng mở rộng)
- Mật độ dòng điện
- Độ tinh khiết của sản phẩm (đại diện cho sự an toàn)
- Bốn góc là:
- Sắc ký khí được sử dụng để định lượng sản xuất khí và tỷ lệ chéo
- Các số liệu hiệu suất có thể được minh họa bằng đồ họa bằng cách sử dụng một mô hình được gọi là tứ diện bất hạnh
- Thông số kỹ thuật của thiết bị:
- Thân tế bào được làm từ PLA
- Kênh chất lỏng hình chữ nhật
- dài 145 mm
- Rộng 2 hoặc 4 mm
- Cao 5 mm
- Bộ chia dài 29 mm, dày 0,4 mm được đặt cách đầu điện cực 12 mm về phía hạ lưu
- Điện cực 2 nm titan (Ti) và 50 nm bạch kim (Pt) trên nền Ti
- Các tệp CAD cho hai ô này có thể tải xuống miễn phí tại echem.io
Một lò phản ứng điện hóa đa năng và không có màng dùng cho quá trình điện phân nước và nước muối
SMH Hashemi và cộng sự, " Một lò phản ứng điện hóa đa năng và không có màng để điện phân nước và nước muối ", Energy Environ. Sci., tập 12, số 5, trang 1592–1604, 2019, doi: 10.1039/C9EE00219G.
- Trình bày thiết kế ô không màng in 3D kết hợp các thành phần như tấm dòng chảy và cổng lưu chất trong một bộ phận duy nhất và cung cấp dung sai chặt chẽ và bề mặt nhẵn để điều hòa dòng chảy chính xác
- Kết quả có liên quan:
- Có thể sử dụng hệ thống vi lưu hai pha để ngăn ngừa sự nhiễm chéo giữa các sản phẩm anot và catot mà không cần màng.
- Kiến trúc không màng làm tăng tuổi thọ của lò phản ứng và giảm chi phí chế tạo
- Sử dụng công nghệ in 3D để chế tạo lò phản ứng điện hóa cho phép có dung sai chặt chẽ và giảm số lượng bộ phận, nghĩa là ít bước sản xuất hơn
- Lò phản ứng này cho thấy thông lượng tăng gấp 37 lần so với nguyên mẫu vi chế tạo đầu tiên được Hashemi, Mohammad & Modestino, Miguel & Psaltis, Demetri trình bày trong bài báo năm 2015 của họ về một thiết bị điện phân không màng để sản xuất hydro
- Tách quán tính các bong bóng khí được thực hiện vượt ra ngoài hình học vi mô và ở tốc độ dòng chảy cao hơn
- Kết luận liên quan đến việc tối ưu hóa thêm:
- Tăng kích thước điện cực; nghiên cứu này mong đợi kích thước tối ưu sẽ có cùng cấp độ
- Chiều dài kênh chính có thể tăng lên miễn là bong bóng lớn nhất ở cuối kênh không lớn hơn một nửa chiều rộng của kênh.
- Điều này có thể được kiểm soát bởi lưu lượng dòng chảy và mật độ dòng điện
- Song song hóa và xếp chồng nhiều ô được tối ưu hóa
- Giảm tổn thất ômi tại các điểm tiếp xúc
- Giới thiệu các chất phân tích axit hóa thông qua đầu vào chuyên dụng thứ hai
- Sẽ tăng cường hiệu quả Faradaic
- Sử dụng máy in 3D tinh vi để giảm khoảng cách giữa các điện cực xuống còn vài trăm micron
- Thông tin chính:
- 3 thành phần chính trong pin điện hóa: anot, catot và màng/bộ tách
- Vai trò của màng:
- Cho phép các ion đi qua cấu trúc của nó trong khi ngăn chặn sự trộn lẫn của các sản phẩm hoặc chất phản ứng khử và oxy hóa
- Điều này làm cho nó trở thành một thành phần quan trọng về mặt tuổi thọ, giá cả và sản xuất của pin do những hạn chế mà nó áp đặt lên vật liệu của cực dương và cực âm.
- Cho phép các ion đi qua cấu trúc của nó trong khi ngăn chặn sự trộn lẫn của các sản phẩm hoặc chất phản ứng khử và oxy hóa
- Vai trò của màng:
- Bình luận: Như đã lưu ý trong nghiên cứu năm 2000 của Boissonneau và Byrne về các tế bào điện hóa nhỏ đối lưu tự do do bong bóng gây ra, việc tăng kích thước kênh có thể dẫn đến các kiểu dòng chảy dữ dội hơn ảnh hưởng đến hiệu suất của lò phản ứng do sự tương tác của các bong bóng và động lực hợp nhất của chúng
- Thậm chí còn quan trọng hơn trong trường hợp này vì hầu hết các nghiên cứu về vi chất lỏng quán tính đều được thực hiện trong các kênh vi mô ở số Reynolds thấp hơn 100.
- Các chế độ dòng chảy ở đây đã được nghiên cứu có Re cao tới 312 và trên thực tế, các chế độ dòng chảy Re cao hơn này được phát hiện là hiệu quả hơn
- Trong các chế độ dòng chảy hỗn loạn hơn này, các bong bóng trải qua những thay đổi đột ngột về vị trí cân bằng của chúng sau khi hợp nhất, tiếp theo là sự quay trở lại của chúng về phía các điện cực.
- Các chế độ dòng chảy ở đây đã được nghiên cứu có Re cao tới 312 và trên thực tế, các chế độ dòng chảy Re cao hơn này được phát hiện là hiệu quả hơn
- Thậm chí còn quan trọng hơn trong trường hợp này vì hầu hết các nghiên cứu về vi chất lỏng quán tính đều được thực hiện trong các kênh vi mô ở số Reynolds thấp hơn 100.
- Hai cơ chế thủy động lực học dẫn đến sự tách biệt các sản phẩm khí trong các ô lưu lượng:
- Di chuyển quán tính
- Sự hợp nhất bong bóng
- 3 thành phần chính trong pin điện hóa: anot, catot và màng/bộ tách
- Thông số kỹ thuật của thiết bị:
- Thân chính
- Có các kênh lưu chất, đầu nối lưu chất Luer Lock cái, rãnh điện cực, lỗ kết nối điện và lỗ vít lắp ráp
- Kênh chính có kích thước 1 x 1 mm, dài 26 mm, kết thúc bằng phần hình chữ Y được kết nối với các ổ cắm riêng biệt
- Điện cực
- Tấm nền titan dày 4 x 10 mm, dày 1 mm được phủ lớp 20 um chứa IrO 2 , RuO 2 và TiO 2
- Được chèn vào các rãnh chặt chẽ, dung sai thấp trong thân chính
- Diện tích hoạt động tạo thành một phần của thành kênh là 1 x 10 mm
- 3 mm còn lại được chôn trong rãnh và kết nối với hai thanh đồng bằng keo epoxy dẫn điện
- Xóa đầu trang
- Tấm PMMA dày 3 mm có lỗ vít
- Băng keo trong suốt dày 250 mm được sử dụng để nối phần PMMA và 3DP và ngăn ngừa rò rỉ
- Hai phần được gắn chặt với nhau bằng vít và đai ốc M3 và M2
- Đầu nối khóa Luer đực kết nối các ống PTFE để đưa chất điện phân vào và lấy sản phẩm ra khỏi thiết bị
- Tấm PMMA dày 3 mm có lỗ vít
- Thân chính
Máy điện phân không màng để sản xuất hydro trên thang pH
M. Hashemi, M. Modestino và D. Psaltis, " Máy điện phân không màng để sản xuất hydro trên thang pH ", Energy Environ. Sci., tập 8, trang 2003–2009, tháng 4 năm 2015, doi: 10.1039/C5EE00083A.
- Trình bày một máy điện phân không có màng có khả năng hoạt động với điện trở ion thấp hơn so với các máy điện phân dựa trên màng chuẩn sử dụng hầu như bất kỳ chất điện phân nào
- Kết quả có liên quan:
- Tốc độ dòng chảy tăng dẫn đến tỷ lệ giao thoa thấp hơn nhiều
- Thiết kế dựa trên dòng chảy không màng có tiềm năng vượt trội hơn hiệu suất của các thiết bị tương đương dựa vào màng dẫn ion để tách
- Việc mở rộng khái niệm này để tăng thông lượng có thể đạt được bằng cách sử dụng các tấm nhiều ngăn xếp hoặc điện cực diện tích lớn hơn
- Thông tin chính:
- Các hệ thống điện phân hiện tại sử dụng cụm điện cực màng (MEA) tận dụng điện trở ion thấp thông qua màng Nafion để tách các vị trí sản xuất hydro và oxy
- Hệ thống dựa trên màng cho phép sản xuất các luồng khí gần như tinh khiết và hoạt động ở mật độ dòng điện cao, nhưng bản chất axit mạnh của Nafion đòi hỏi phải kết hợp các chất xúc tác bền với axit dựa trên kim loại quý (tức là Pt, Ir, Ru)
- Việc sản xuất các sản phẩm khí từ phản ứng điện hóa đã ngăn cản việc chứng minh các máy điện phân không màng hiệu quả trong quá khứ vì các sản phẩm khí này thoát ra khỏi chất điện phân lỏng để tạo thành bọt khí, gây ra vấn đề vì nó làm tăng quá trình trộn sản phẩm và làm chậm phản ứng.
- Để giảm thiểu sự giao thoa khí nhằm giảm sự trộn lẫn sản phẩm trong sơ đồ không có màng, động lực học chất lưu có thể được sử dụng để kiểm soát vị trí và quỹ đạo của các bong bóng phát triển từ điện cực
- Điện phân không màng cho phép hoạt động ở bất kỳ độ pH nào, giảm độ phức tạp và giảm điện trở ion
- Phương pháp được mô tả tách khí sản phẩm bằng lực cơ học chất lỏng của thiết bị
- Các thiết bị được trình bày trong nghiên cứu này có khả năng phân tách nước ở mật độ dòng điện trên 300 mA cm -2 , với hiệu suất chuyển đổi năng lượng hơn 42% và chuyển đổi khí hydro sang phía oxy hóa thấp tới 0,4%, tạo ra luồng nhiên liệu hydro liên tục và không bắt lửa.
Sản xuất Hypochlorite
Tối ưu hóa quá trình tạo axit hypoclorit bằng phương pháp điện phân HCl thông qua phương pháp bề mặt phản ứng và mạng nơ-ron nhân tạo
M. Yaqub, C. Woo và W. Lee, “Tối ưu hóa quá trình tạo ra axit hypoclorit bằng phương pháp điện phân HCl thông qua phương pháp bề mặt phản ứng và mạng nơ-ron nhân tạo”, Tạp chí Kỹ thuật Hóa học Môi trường, tập 9, số 5, trang 105826, tháng 10 năm 2021, doi: 10.1016/j.jece.2021.105826.
- Viết
Nước điện phân như một chất khử trùng: Một đánh giá có hệ thống về các yếu tố ảnh hưởng đến sản xuất và hiệu quả của axit hypoclorơ
RE Ampiaw, M. Yaqub và W. Lee, “Nước điện phân như một chất khử trùng: Tổng quan hệ thống các yếu tố ảnh hưởng đến sản xuất và hiệu quả của axit hypoclorơ”, Tạp chí Kỹ thuật Xử lý Nước, tập 43, trang 102228, tháng 10 năm 2021, doi: 10.1016/j.jwpe.2021.102228.
- Viết
Phát triển chất khử trùng gốc clo bằng phương pháp điện phân
KA Mourad và S. Hobro, “Phát triển chất khử trùng gốc clo bằng phương pháp điện phân,” Khoa học về Môi trường Toàn diện, tập 709, trang 136108, tháng 3 năm 2020, doi: 10.1016/j.scitotenv.2019.136108.
- Viết
Máy tạo axit hypoclorit cỡ trung tại chỗ, theo yêu cầu để kiểm soát Covid-19
L. Li, “Máy sản xuất axit hypoclorit cỡ trung bình, theo yêu cầu, tại chỗ để kiểm soát Covid-19,” Gặp gỡ. Tóm tắt, tập MA2021-01, số 52, trang 2041, tháng 5 năm 2021, doi: 10.1149/MA2021-01522041mtgabs.
- Viết
Nhà sản xuất axit hypoclorơ kinh tế để kiểm soát Covid-19
L. Li, “Một nhà sản xuất axit hypoclorit kinh tế để kiểm soát Covid-19,” Gặp gỡ. Tóm tắt, tập MA2021-01, số 52, trang 2039, tháng 5 năm 2021, doi: 10.1149/MA2021-01522039mtgabs.
- Viết
Thiết kế hệ thống tạo ion hypoclorit hiệu suất cao bằng cách kết hợp điện phân hỗ trợ màng trao đổi cation với dòng thu hồi khí clo
SK Kim, D.-M. Shin và JW Rhim, " Thiết kế hệ thống tạo ion hypoclorit hiệu suất cao bằng cách kết hợp điện phân hỗ trợ màng trao đổi cation với dòng thu hồi khí clo ", Tạp chí Khoa học màng, tập 630, trang 119318, tháng 7 năm 2021, doi: 10.1016/j.memsci.2021.119318.
- Trình bày quy trình tạo ion hypoclorit được thiết kế mới cải thiện so với buồng điện phân thông thường bằng cách bổ sung màng trao đổi cation (CEM) và luồng thu hồi clo để tăng cường độ ổn định và khả năng kiểm soát cũng như tốc độ sản xuất và hiệu quả tạo ra hypoclorit.
- Kết quả có liên quan:
- Dòng thu hồi clo thu thập khí clo và tạo bọt qua dòng chảy ra có độ pH cao
- Khí Cl 2 được thu thập và cung cấp cho dòng chảy ra của cực âm để tạo ra nhiều NaOCl và HOCl hơn
- Hai phản ứng mong muốn đang xảy ra với mô hình phục hồi Cl2 :
- Sản xuất điện hóa HOCl và NaOCl (điện phân nước muối)
- Phản ứng tự phát giữa dung dịch NaOH và khí Cl2 thu hồi tạo thành HOCl và NaOCl
- Màng SPEEK được phát hiện là hiệu quả nhất và có thể kiểm soát được
- Các CEM được sử dụng trong nghiên cứu này, bao gồm cả SPEEK, không dễ tiếp cận
- Dòng Nafion phải được mua số lượng lớn từ nhà cung cấp; chi phí phụ thuộc vào báo giá
- Việc tạo màng SPEEK đòi hỏi nhiều phản ứng khác nhau đòi hỏi nhiệt độ, thời gian và thiết bị cụ thể
- >104 giờ để tạo
- Cần lò chân không
- Bình luận: Do những yếu tố này, phương pháp điện phân dựa trên màng sử dụng công nghệ màng truyền thống không phù hợp lắm với mô hình công nghệ thích hợp
- Việc tạo màng SPEEK đòi hỏi nhiều phản ứng khác nhau đòi hỏi nhiệt độ, thời gian và thiết bị cụ thể
- Dòng Nafion phải được mua số lượng lớn từ nhà cung cấp; chi phí phụ thuộc vào báo giá
- Mật độ dòng điện cao hơn làm hỏng CEM
- Việc tạo ra hypoclorit từ Cl2 thu hồi có hiệu quả hơn khi dòng điện chạy qua bình điện phân tăng lên, vì các phản ứng oxy hóa khử sau đây diễn ra nhanh hơn:
- Cực dương:
- 2 H 2 O --> 4H + + O 2 + 4 e -
- 2Cl - --> Cl 2 + 2e -
- Cực âm:
- 2 H 2 O + 2e - --> H 2 + 2OH -
- Cực dương:
- Bình luận: Dòng phục hồi Cl2 có vẻ là chìa khóa vì sự xuất hiện của Cl2 chưa phản ứng gây ra một số vấn đề:
- Chỉ ra sự mất hiệu quả
- Mối quan ngại về an toàn vì khí Cl 2 được coi là độc hại
- Do đó, luồng phục hồi làm tăng hiệu quả và tính an toàn của hệ thống
- Bình luận: Mặc dù việc bổ sung CEM vào hệ thống làm tăng sản lượng hypoclorit nhưng không đủ lớn để đảm bảo chi phí bổ sung cho các ứng dụng công nghệ phù hợp
- Được hỗ trợ bởi thực tế là kết quả cho thấy mức tiêu thụ năng lượng đối với hệ thống không có CEM gần giống với hệ thống có CEM
- Dòng thu hồi clo thu thập khí clo và tạo bọt qua dòng chảy ra có độ pH cao
- Thông tin chính:
- Axit hypoclorit (HOCl) và natri hypoclorit (NaOCl) ở dạng dung dịch nước có nồng độ <40% có tính ổn định về mặt hóa học và tương đối an toàn khi lưu trữ và sử dụng (theo Hiệp hội Phòng cháy chữa cháy Quốc gia; NFPA 430, 2000)
- Thông số kỹ thuật của thiết bị:
- Khoảng cách điện cực: 4mm
- Dựa trên CEM (keton polyether ether sulfonat (SPEEK), Nafion 115 hoặc Nafion 324)
Khử trùng nước bằng điện hóa Phần I: Sản xuất hypoclorit từ dung dịch clorua rất loãng
A. Kraft và cộng sự, " Khử trùng nước bằng điện hóa Phần I: Sản xuất hypoclorit từ dung dịch clorua rất loãng ", tập 29, trang 859–866, tháng 7 năm 1999, doi: 10.1023/A:1003650220511.
- Nghiên cứu sản xuất điện phân hypoclorit cho dung dịch clorua rất loãng
- Kết quả có liên quan:
- Tốc độ sản xuất hypoclorit luôn cao hơn trên điện cực titan phủ iridi oxit so với điện cực titan phủ bạch kim
- Tốc độ sản xuất clo tăng lên khi nồng độ clorua tăng
- Hiệu suất dòng điện tăng theo nồng độ clorua
- Kết quả này rất quan trọng khi xem xét đâu là nguồn tài nguyên hạn chế (chất phản ứng so với năng lượng)
- Điện cực IrO 2 có sự giảm đáng kể về tốc độ sản xuất clo hoạt tính trong khoảng từ 23 đến 30 độ C
- Sự giảm mạnh này trong tốc độ sản xuất clo hoạt động trong phạm vi nhiệt độ nhỏ không được quan sát thấy ở nồng độ clorua cao hơn
- Tốc độ sản xuất clo hoạt tính giảm khi nhiệt độ tăng
- Điều này phụ thuộc rất nhiều vào nồng độ clorua
- Tăng tuyến tính trong tốc độ sản xuất khi mật độ dòng điện tăng
- Ở mật độ dòng điện thấp hơn:
- Tăng nhẹ tốc độ sản xuất clo hoạt tính
- Khi mật độ dòng điện cao hơn đạt được, tốc độ sản xuất clo hoạt động sẽ giảm dần
- Tốc độ phân hủy clo phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ và độ pH
- Có vẻ như không phụ thuộc vào nồng độ clo hoạt động
- Sự gia tăng theo cấp số nhân trong tốc độ phản ứng phân hủy clo khi nhiệt độ tăng
- Thông tin chính:
- Hai bước để sản xuất hypoclorit điện phân:
- Quá trình oxy hóa sơ cấp clorua thành clo ở bề mặt anot:
- 2Cl - → Cl 2 + 2e -
- Phản ứng pha dung dịch:
- Cl 2 (aq) + H 2 O → HClO + Cl - + H +
- Quá trình oxy hóa sơ cấp clorua thành clo ở bề mặt anot:
- Trong các dung dịch rất loãng, một lượng clo tương đối lớn được tạo ra phản ứng nhanh với các tác nhân oxy hóa trong nước và thiết bị trong một quá trình được gọi là phân hủy/tiêu thụ clo.
- Một vấn đề lớn trong việc xác định chính xác lượng clo hoạt tính được sản xuất
- Mọi loại nước đều có nhu cầu về clo, tức là lượng clo sẽ phản ứng với các chất vô cơ và tạp chất hữu cơ có trong nước đó.
- Clo hoạt tính chỉ có thể hình thành khi nhu cầu clo của nước phải được đáp ứng (clo hóa điểm dừng)
- Sự hình thành các cặn vôi trên catốt là một vấn đề cần lưu ý và là kết quả của việc tạo ra OH-
- 2 H 2 O + 2e - → H 2 + 2 OH -
- OH- làm tăng độ pH dẫn đến hình thành cặn:
- Ca 2+ + HCO 3- + OH - → CaCO 3 + H 2 O
- Mg2 + + 2OH - → Mg(OH) 2
- Sự hình thành clorat từ hypoclorit và axit hypoclorit là một vấn đề khác cần lưu ý
- Sự hình thành tuân theo phương trình:
- ClO - + 2 HClO → ClO 3- + 2 HCl
- Sự hình thành clorat tăng theo nhiệt độ dung dịch
- Sự hình thành tuân theo phương trình:
- Hai bước để sản xuất hypoclorit điện phân:
- Các thuật ngữ quan trọng:
- Hypoclorit = axit hypoclorit + anion hypoclorit
- Clo hoạt động = clo + axit hipoclorơ + hipoclorit
- Cl 2 , HClO và ClO -
- Trong phạm vi pH 6-9, clo hoạt động hầu như hoàn toàn là axit hypoclorơ (HClO) và hypoclorit (ClO - )
- Thông số kỹ thuật của thiết bị:
- Diện tích hình học của điện cực được sử dụng:
- Bạch kim:
- 100mm X 30mm
- Oxit iridi:
- 113mm X 30mm
- Cả hai lớp phủ đều được áp dụng cho kim loại titan giãn nở dày 1 mm
- Bạch kim:
- Anolyte và catholyte được phân chia bằng màng trao đổi cation Nafion 450 để ngăn chặn sự khử hypoclorit được tạo ra ở catốt.
- Khoảng cách điện cực: 5 mm
- Thể tích ngăn phản ứng:
- Ngăn chứa anolyte: 1250 cm3
- Ngăn chứa chất điện phân: 280 cm 3
- Diện tích hình học của điện cực được sử dụng:
Khử trùng nước bằng điện hóa. Phần II: Sản xuất hypoclorit từ nước uống, tiêu thụ clo và vấn đề cặn vôi
A. Kraft, M. Blaschke, D. Kreysig, B. Sandt, F. Schröder, và J. Rennau, “Khử trùng nước bằng điện hóa. Phần II: Sản xuất hypoclorit từ nước uống, tiêu thụ clo và vấn đề cặn vôi,” Tạp chí Điện hóa ứng dụng, tập 29, số 8, trang 895–902, tháng 8 năm 1999, doi: 10.1023/A:1003654305490.
Khử trùng nước bằng điện hóa Phần III: Sản xuất hypoclorit từ nước uống bằng cách làm sạch catốt bằng siêu âm
A. Kraft, M. Blaschke và D. Kreysig, “Khử trùng nước bằng điện hóa Phần III: Sản xuất hypoclorit từ nước uống bằng phương pháp làm sạch catốt hỗ trợ siêu âm,” Tạp chí Điện hóa ứng dụng, tập 32, số 6, trang 597–601, tháng 6 năm 2002, doi: 10.1023/A:1020199313115.
Điện thế
Phát triển một máy biến áp giá rẻ dựa trên Arduino
JR Crespo, SR Elliott, T. Hutter và H. Águas, "Phát triển máy biến áp giá rẻ dựa trên Arduino", trang 21.
- Thiết kế cho một bộ biến trở đơn giản, tiết kiệm chi phí dựa trên Arduino
- Máy đo điện thế là một mạch điện tử được sử dụng để nghiên cứu các sự kiện điện hóa diễn ra tại một điện cực cụ thể và cho phép điều chỉnh cụ thể các điều kiện áp dụng
- Viết tắt
- RE – Điện cực tham chiếu
- CE – Điện cực đối diện
- WE – Điện cực làm việc
- TIA - Bộ khuếch đại trở kháng truyền
- Kết quả có liên quan:
- Trình bày mạch được mô phỏng bằng phần mềm mô phỏng LTspice và biểu đồ phản ứng tức thời kết quả của nó
- Cung cấp và giải thích phần mềm Arduino
- Việc thu thập dữ liệu thông qua giao diện USB nối tiếp có thể được hiển thị theo thời gian thực bằng cách sử dụng môi trường phần mềm xử lý nguồn mở như một giao diện trực quan của thiết bị đầu cuối nối tiếp, cũng có thể lưu dữ liệu ở định dạng tệp văn bản để phân tích
- Mạch hoạt động bằng cách so sánh điện áp Cell đo được với điện áp mong muốn
- Sử dụng nó để dẫn dòng điện vào cell để buộc các điện áp phải giống nhau trong cấu hình đảo ngược nhằm cung cấp phản hồi tiêu cực.
- Xem bản gốc để biết sơ đồ mạch điện
- U1 là bộ khuếch đại vi sai:
- Chức năng điều khiển tín hiệu đầu vào từ đầu ra Arduino PWM và thêm giá trị điện áp bù, từ bộ chia điện áp gồm các điện trở 100K và biến trở 100k trong đầu vào không đảo, để dịch chuyển điện áp được áp dụng cho cell trong phạm vi mong muốn
- Biến trở được sử dụng để người dùng có thể điều chỉnh thủ công phạm vi điện áp được áp dụng
- U2 là Bộ khuếch đại điều khiển
- Điện áp cell được đo so với điện áp mong muốn
- Đưa dòng điện vào cell để buộc điện áp phải giống nhau trong cấu hình đảo ngược để cung cấp phản hồi tiêu cực
- Các phương trình mô tả điều này được cung cấp trong bài báo
- U3 và U4 là các bộ theo dõi điện áp
- Cô lập đầu vào khỏi đầu ra để ngăn chặn việc tải tín hiệu đầu vào
- Điện áp đầu ra từ U3 được kết nối với CE
- U5 và U7 là bộ dịch chuyển điện áp
- Tổng 3,3 V từ Arduino đến tín hiệu đầu ra của bộ biến trở
- tức là điện áp và dòng điện được đo
- Được sử dụng vì Arduino chỉ có thể đọc giá trị điện áp từ 0 đến 5000 mV
- Do đó, phạm vi điện áp tối đa được áp dụng có thể được đọc bởi máy đo điện thế có thể được xác định là từ -3300 mV đến +1700 mV
- Tổng 3,3 V từ Arduino đến tín hiệu đầu ra của bộ biến trở
- U6 là bộ khuếch đại trở kháng truyền
- Chuyển đổi dòng điện đo được trong WE thành điện áp thông qua Rf
- U1 là bộ khuếch đại vi sai:
- Thông tin chính:
- Để đánh giá bộ ổn áp chế tạo và xác minh chức năng thích hợp, hãy sử dụng điện trở 10 và 20 kΩ để mô phỏng chất điện phân.
- Các điện trở được kết nối giữa điện cực làm việc và điện cực tham chiếu (mô phỏng điện trở của pin) và một điện trở nhỏ (100 Ω) được kết nối giữa điện cực tham chiếu và điện cực đối diện để kiểm soát điện thế được áp dụng.
- Biến trở khuếch đại 10-100 kΩ được sử dụng để đọc dòng điện trong phạm vi từ µA đến mA
- Phạm vi nơi xảy ra hầu hết các phản ứng điện hóa
- Mạch Potentiostat được trình bày lấy cảm hứng từ mạch Potentiostat được đề xuất trong "Một mạch Potentiostat dựa trên vi điều khiển đơn giản cho các ứng dụng tài nguyên thấp" của Aremo et al.
- Để đánh giá bộ ổn áp chế tạo và xác minh chức năng thích hợp, hãy sử dụng điện trở 10 và 20 kΩ để mô phỏng chất điện phân.
MYSTAT: Một máy đo điện thế/điện cực nhỏ gọn dùng để đo điện hóa học nói chung
P. Irving, R. Cecil và MZ Yates, “MYSTAT: Một máy đo điện thế/điện cực nhỏ gọn để đo điện hóa học nói chung,” HardwareX, tập 9, tháng 4 năm 2021, doi: 10.1016/j.ohx.2020.e00163.
- Viết
PassStat, một máy đo điện thế nguồn mở đơn giản nhưng nhanh, chính xác và linh hoạt
M. Caux và cộng sự, “PassStat, một bộ chiết áp nguồn mở đơn giản nhưng nhanh chóng, chính xác và linh hoạt,” HardwareX, tập. Ngày 11 tháng 4 năm 2022, doi: 10.1016/j.ohx.2022.e00290.
- Viết
Mở nắp máy biến thế: hướng dẫn cho người mới bắt đầu để hiểu về mạch điện hóa và hoạt động thực tế
AW Colburn, KJ Levey, D. O'Hare và JV Macpherson, “Mở nắp máy biến thế: hướng dẫn cho người mới bắt đầu tìm hiểu về mạch điện hóa và hoạt động thực tế”, Hóa học vật lý Hóa học Vật lý, tập 23, số 14, trang 8100–8117, 2021, doi: 10.1039/D1CP00661D.
- Viết
Một Potentiostat dựa trên vi điều khiển đơn giản cho các ứng dụng tài nguyên thấp
B. Aremo, MO Adeoye, IB Obioh và OA Adeboye, “Một bộ điều khiển điện thế đơn giản dựa trên vi điều khiển cho các ứng dụng tài nguyên thấp”, Tạp chí mở về kim loại, tập 5, số 4, Nghệ thuật số 4, tháng 1 năm 2016, doi: 10.4236/ojmetal.2015.54005.
- Viết
Xây dựng một Potentiostat dựa trên vi điều khiển: Một nền tảng giá rẻ và đa năng để giảng dạy điện hóa học và đo lường
GN Meloni, “Xây dựng một Potentiostat dựa trên vi điều khiển: Một nền tảng đa năng và giá rẻ để giảng dạy điện hóa học và đo lường,” J. Chem. Educ., tập 93, số 7, trang 1320–1322, tháng 7 năm 2016, doi: 10.1021/acs.jchemed.5b00961.
- Viết
Potentiostat nguồn mở để phát hiện điện hóa không dây bằng điện thoại thông minh
A. Ainla et al., “Bộ điều chỉnh điện thế nguồn mở để phát hiện điện hóa không dây bằng điện thoại thông minh”, Anal. Chem., tập 90, số 10, trang 6240–6246, tháng 5 năm 2018, doi: 10.1021/acs.analchem.8b00850.
- Viết
CheapStat: Một Potentiostat nguồn mở, 'Tự làm' cho các ứng dụng phân tích và giáo dục
AA Rowe và cộng sự, “CheapStat: Một Potentiostat nguồn mở, 'Tự làm' cho các ứng dụng phân tích và giáo dục”, PLOS ONE, tập 6, số 9, trang e23783, tháng 9 năm 2011, doi: 10.1371/journal.pone.0023783.
- Viết
DStat: Một Potentiostat đa năng, mã nguồn mở cho phân tích điện và tích hợp
MDM Dryden và AR Wheeler, “DStat: Một Potentiostat đa năng, mã nguồn mở cho phân tích điện và tích hợp,” PLOS ONE, tập 10, số 10, trang e0140349, tháng 10 năm 2015, doi: 10.1371/journal.pone.0140349.
- Viết
Một khuôn khổ nhỏ nhưng hoàn chỉnh cho máy quang phổ trở kháng điện hóa, máy quang phổ Galvanostat và máy quang phổ điện thế
Y. Matsubara, “Một khuôn khổ nhỏ nhưng hoàn chỉnh cho máy quang phổ trở kháng điện hóa, máy đo điện thế và máy đo điện trở,” J. Chem. Educ., tập 98, số 10, trang 3362–3370, tháng 10 năm 2021, doi: 10.1021/acs.jchemed.1c00228.
- Viết
SweepStat: Một Potentiostat hai điện cực tự lắp ráp cho nghiên cứu điện cực vĩ mô và điện cực siêu nhỏ
MW Glasscott, MD Verber, JR Hall, AD Pendergast, CJ McKinney và JE Dick, “SweepStat: Một Potentiostat hai điện cực tự chế tạo dành cho nghiên cứu điện cực vĩ mô và điện cực siêu nhỏ”, J. Chem. Educ., tập 97, số 1, trang 265–270, tháng 1 năm 2020, doi: 10.1021/acs.jchemed.9b00893.
- Viết
ABE-Stat, một dự án Potentiostat không dây đa năng và hoàn toàn mã nguồn mở bao gồm phổ trở kháng điện hóa
DM Jenkins, BE Lee, S. Jun, J. Reyes-De-Corcuera, và ES McLamore, “ABE-Stat, một dự án Potentiostat không dây đa năng và hoàn toàn mã nguồn mở bao gồm quang phổ trở kháng điện hóa,” J. Electrochem. Soc., tập 166, số 9, trang B3056, tháng 3 năm 2019, doi: 10.1149/2.0061909jes.
- Viết
Điện cực
Tấm dòng chảy in 3D để điện phân nước: một cách tiếp cận kinh tế và thích ứng để sản xuất thiết bị
G. Chisholm, PJ Kitson, ND Kirkaldy, LG Bloor và L. Cronin, " Tấm dòng chảy in 3D để điện phân nước: một phương pháp tiếp cận kinh tế và thích ứng để sản xuất thiết bị ", Energy Environ. Sci., tập 7, số 9, trang 3026–3032, 2014, doi: 10.1039/C4EE01426J.
- Trình bày quá trình sản xuất và vận hành máy điện phân PEM sử dụng các thành phần in 3D phủ bạc cho phép chế tạo máy điện phân nhẹ, chi phí thấp và tạo mẫu nhanh
- Thể hiện hiệu suất tuyệt vời cho một thiết bị thế hệ đầu tiên về hiệu suất tổng thể, điện trở bên trong và phản ứng dòng điện-điện áp
- Kết quả có liên quan:
- In 3D và lớp phủ bề mặt thích hợp có thể được sử dụng để chế tạo các điện cực có thể được sử dụng để tạo ra hệ thống điện hóa khả thi, thiết thực
- Thông tin chính:
- Các tấm dòng chảy được tạo ra bằng cách sử dụng lớp lắng đọng theo từng lớp với polypropylen
- Hai lớp sơn bạc đã được áp dụng cho FP
- Bảo dưỡng ở nhiệt độ 120 độ C sau mỗi lớp và sấy khô ở điều kiện môi trường xung quanh
- Quá trình xử lý được sử dụng ở đây là quá trình được nêu trong bài báo của Polk và cộng sự năm 2006, trong đó chứng minh việc chế tạo và thử nghiệm các điện cực vi mô Ag/AgCl
- Chi phí cao của thiết bị điện phân sử dụng màng trao đổi proton (PEM) cản trở việc triển khai rộng rãi.
- Yếu tố chi phí chính là vật liệu và gia công tấm dòng chảy
- Thông số kỹ thuật của thiết bị:
- Độ dày tấm chảy: 3mm
- Độ dày cuối cùng của lớp phủ là 300 μm
Các vi điện cực Ag/AgCl có độ ổn định được cải thiện cho vi lưu chất
BJ Polk, A. Stelzenmuller, G. Mijares, W. MacCrehan và M. Gaitan, " Các vi điện cực Ag/AgCl có độ ổn định được cải thiện cho vi lưu chất ", Cảm biến và Bộ truyền động B: Hóa chất, tập 114, số 1, trang 239–247, tháng 3 năm 2006, doi: 10.1016/j.snb.2005.03.121.
- Trình bày phương pháp chế tạo vi điện cực phẳng Ag/AgCl cho các ứng dụng vi lưu chất với mục tiêu chế tạo đáng tin cậy các vi điện cực Ag/AgCl tương thích với các kênh vi lưu chất gắn trên bề mặt và có khả năng ổn định tốt hơn
- Thông tin chính:
- Bề mặt điện cực được mạ bạc sau đó được oxy hóa hóa học thành bạc clorua để tạo thành điện cực tham chiếu vi mô Ag/AgCl
- Các vi điện cực Ag/AgCl được sản xuất theo phương pháp này có độ ổn định cao hơn so với nhiều thiết bị đã được báo cáo trước đây và được chứng minh là có ích cho phân tích điện hóa trong các hệ thống vi lưu.
Xử lý chất lỏng
Bộ bơm nhu động in 3D có thể tùy chỉnh cao
T. Ching và cộng sự, "Bộ bơm nhu động in 3D có thể tùy chỉnh cao", HardwareX, tập 10, tháng 10 năm 2021, doi: 10.1016/j.ohx.2021.e00202.
- Nhu động in 3D có các thông số kỹ thuật sau (biến thể A):
- Dài × Rộng × Cao [mm]: 30 × 85 × 17
- Số kênh: 4
- Phạm vi lưu lượng [μL/phút]: 0,05 ~ 727,3
- Chi phí phần cứng [USD]: ~$30
- Chi phí cho mỗi kênh [USD]: ~$8
- Bình luận: máy bơm này sẽ không được sử dụng trong thiết kế chức năng cuối cùng do lưu lượng tương đối thấp; nó sẽ được sử dụng để thử nghiệm và mô tả cấu trúc ô dòng chảy nhưng thiết kế cuối cùng sẽ sử dụng máy bơm nhu động đơn giản hơn, ít chính xác hơn với lưu lượng vì yêu cầu độ chính xác thấp hơn cho sản xuất so với thử nghiệm/mô tả
- Được thiết kế để cho phép thay đổi kích thước, lưu lượng và số lượng kênh
- Máy bơm nhu động cung cấp chất lỏng bằng cách xen kẽ nén và giãn của một ống mềm
- Máy bơm bao gồm ba con lăn
- Cụm ba con lăn được sử dụng để tạo ra mô-men xoắn quay từ một động cơ duy nhất để tạo ra lực đẩy chất lỏng
- Sự quay của các con lăn nén và giãn ống mềm để tạo ra áp suất âm và dương để kéo chất lỏng qua ống
- Biến thể A là bơm nhu động bốn kênh có kích thước là 30 x 85 x 17 mm với lưu lượng từ 0,05 ~ 727,30 mL/phút
- Một ống Eppendorf tiêu chuẩn 2 mL đã được sửa đổi để tạo ra một bể chứa chất lỏng được cố định bằng giá đỡ ống được in 3D
- Thiết kế mô-đun: có thể phân tách thành các đơn vị nhỏ gọi là mô-đun
- Có thể được in, sửa đổi, thay thế hoặc trao đổi độc lập với các mô-đun khác trong cùng một hệ thống hoặc giữa các hệ thống khác nhau
Máy bơm FAST, một máy bơm nhu động giá rẻ, dễ chế tạo, được in 3D bằng công nghệ SLA dành cho các hệ thống đa kênh trong bất kỳ phòng thí nghiệm nào
A. Jönsson, A. Toppi và M. Dufva, “Máy bơm FAST, một máy bơm nhu động in 3D SLA giá rẻ, dễ chế tạo dành cho các hệ thống đa kênh trong bất kỳ phòng thí nghiệm nào”, HardwareX, tập 8, tháng 10 năm 2020, doi: 10.1016/j.ohx.2020.e00115.
Bộ máy in 3D Ender3 được chuyển đổi thành bộ bơm tiêm mở, có thể lập trình
S. Baas và V. Saggiomo, “Bộ máy in 3D Ender3 được chuyển đổi thành bộ bơm tiêm mở, có thể lập trình”, HardwareX, tập 10, tháng 10 năm 2021, doi: 10.1016/j.ohx.2021.e00219.
- Viết
Một máy bơm tiêm đẩy-kéo giá rẻ cho các ứng dụng dòng chảy liên tục
M. Iannone, D. Caccavo, AA Barba và G. Lamberti, “Máy bơm tiêm đẩy-kéo giá rẻ cho các ứng dụng dòng chảy liên tục”, HardwareX, tập 11, tháng 4 năm 2022, doi: 10.1016/j.ohx.2022.e00295.
- Viết
Bơm tiêm - OSF
M. Hinge và BS Kilsgaard, “Máy bơm tiêm”, tháng 9 năm 2018, doi: 10.17605/OSF.IO/QCNJT.
- Viết
Thiết kế cánh quạt và bơm - OSF
Millie, Chaelim, Ashely và Jess, “Impeller and Pump Design,” tháng 9 năm 2021, Truy cập: ngày 19 tháng 2 năm 2023. [Trực tuyến]. Có sẵn: https://osf.io/rvw9d/
- Viết
Máy bơm Flui.Go - OSF
R. Rogosic, “Flui.Go Pump,” tháng 1 năm 2022, doi: 10.17605/OSF.IO/QKW42.
- Viết
Đo lường và Xác nhận
Phổ trở kháng điện hóa (EIS) - PalmSens
“Phổ trở kháng điện hóa (EIS),” PalmSens. https://www.palmsens.com/knowledgebase-article/electrochemical-impedance-spectroscopy-eis/ (truy cập ngày 19 tháng 2 năm 2023).
- Viết
Ứng dụng trong tương lai
Axit hypoclorơ là một tác nhân tiềm năng để chăm sóc vết thương
L. Wang và cộng sự, " Axit hypoclorit như một tác nhân chăm sóc vết thương tiềm năng ", J Burns Wounds, tập 6, trang e5, tháng 4 năm 2007.
- Mô tả quá trình sản xuất, ổn định và hoạt động sinh học của HOCl cho các ứng dụng dược phẩm
- Thông tin chính:
- Nghiên cứu này sử dụng HOCl ổn định ở dạng dung dịch cân bằng sinh lý trong dung dịch muối 0,9% ở phạm vi pH từ 3,5 đến 4,0
- Phân bố các loài clo trong dung dịch là một hàm số của độ pH
- Trong dung dịch nước, HOCl là loài chiếm ưu thế ở phạm vi pH từ 3 đến 6
- Ở giá trị pH nhỏ hơn 3,5, dung dịch tồn tại dưới dạng hỗn hợp clo trong pha nước, khí clo, triclorua (Cl3−) và HOCl
- Ở độ pH lớn hơn 5,5, natri hypoclorit (NaOCl) bắt đầu hình thành và trở thành loài chiếm ưu thế trong pH kiềm.
- Để duy trì dung dịch HOCl ở dạng ổn định, tối đa hóa hoạt động kháng khuẩn của nó và giảm thiểu các sản phẩm phụ không mong muốn, độ pH phải được duy trì ở mức 3,5 đến 5
- Kết quả có liên quan:
- Dạng HOCl ổn định này được sử dụng để chứng minh hoạt động kháng khuẩn mạnh mẽ của HOCl đối với nhiều loại vi sinh vật.
- HOCl có tiềm năng ứng dụng dược phẩm trong việc kiểm soát nhiễm trùng mô mềm
- Dự đoán dựa trên hoạt động kháng khuẩn và không có độc tính đối với động vật
- Bài báo bao gồm nhiều bảng hiển thị thời gian tiêu diệt và số lượng mầm bệnh được phục hồi mỗi phút cũng như một bảng hiển thị các nghiên cứu về an toàn được thực hiện trên các loài động vật khác nhau
Thiết kế và phân tích hệ thống quang điện nổi kết hợp để sản xuất điện và hydro
M. Temiz và N. Javani, “Thiết kế và phân tích hệ thống quang điện nổi kết hợp để sản xuất điện và hydro”, Tạp chí Năng lượng Hydro Quốc tế, tập 45, số 5, trang 3457–3469, tháng 1 năm 2020, doi: 10.1016/j.ijhydene.2018.12.226.
- Viết
Tài liệu tham khảo
[1]G. Chisholm, P. J. Kitson, N. D. Kirkaldy, L. G. Bloor, and L. Cronin, "3D printed flow plates for the electrolysis of water: an economic and adaptable approach to device manufacture," Energy Environ. Sci., vol. 7, no. 9, pp. 3026–3032, 2014, doi: 10.1039/C4EE01426J.
[2]M. Hashemi, M. Modestino, and D. Psaltis, "A membrane-less electrolyzer for hydrogen production across the pH scale," Energy Environ. Sci., vol. 8, pp. 2003–2009, Apr. 2015, doi: 10.1039/C5EE00083A.
[3]S. M. H. Hashemi et al., "A versatile and membrane-less electrochemical reactor for the electrolysis of water and brine," Energy Environ. Sci., vol. 12, no. 5, pp. 1592–1604, 2019, doi: 10.1039/C9EE00219G.
[4]B. J. Polk, A. Stelzenmuller, G. Mijares, W. MacCrehan, and M. Gaitan, "Ag/AgCl microelectrodes with improved stability for microfluidics," Sensors and Actuators B: Chemical, vol. 114, no. 1, pp. 239–247, Mar. 2006, doi: 10.1016/j.snb.2005.03.121.
[5]P. Boissonneau and P. Byrne, "An experimental investigation of bubble-induced free convection in a small electrochemical cell," Journal of Applied Electrochemistry, vol. 30, p. 9, Jul. 2000, doi: 10.1023/A:1004034807331.
[6]S. K. Kim, D.-M. Shin, and J. W. Rhim, "Designing a high-efficiency hypochlorite ion generation system by combining cation exchange membrane aided electrolysis with chlorine gas recovery stream," Journal of Membrane Science, vol. 630, p. 119318, Jul. 2021, doi: 10.1016/j.memsci.2021.119318.
[7]A. Kraft et al., "Electrochemical water disinfection Part I: Hypochlorite production from very dilute chloride solutions," vol. 29, pp. 859–866, Jul. 1999, doi: 10.1023/A:1003650220511.
[8]K. Song, "Electrolysis," Chemistry LibreTexts, Oct. 02, 2013. https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Analytical_Chemistry/Supplemental_Modules_(Analytical_Chemistry)/Electrochemistry/Electrolytic_Cells/Electrolysis (accessed Jan. 06, 2022).
[9]"Hypochlorous acid," Wikipedia. Dec. 31, 2021. Accessed: Jan. 08, 2022. [Online]. Available: https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Hypochlorous_acid&oldid=1063015952
[10]D. Lapenna and F. Cuccurullo, "Hypochlorous acid and its pharmacological antagonism: An update picture," Gen. Pharmac., vol. 27, no. 7, pp. 1145–1147, Oct. 1996, doi: 10.1016/S0306-3623(96)00063-8.
[11]L. Wang et al., "Hypochlorous Acid as a Potential Wound Care Agent," J Burns Wounds, vol. 6, p. e5, Apr. 2007.
[12]X. Pang, J. T. Davis, A. D. Harvey, and D. V. Esposito, "Framework for evaluating the performance limits of membraneless electrolyzers," Energy Environ. Sci., vol. 13, no. 10, pp. 3663–3678, Oct. 2020, doi: 10.1039/D0EE02268C.
[13]J. R. Crespo, S. R. Elliott, T. Hutter, and H. Águas, "Development of a low-cost Arduino-based potentiostat," p. 21.
[14]T. Ching et al., "Bộ bơm nhu động in 3D có thể tùy chỉnh cao", HardwareX, tập 10, tháng 10 năm 2021, doi: 10.1016/j.ohx.2021.e00202.