TECHNICKÉ NOVINKY
ženýrství a mikrosystémy IMM spolupracuje se společností hte GmbH na vývoji modulárních elektrochemických článků. Tyto průtokové buňky se používají při screeningových úlohách, čímž pomáhají optimalizovat elektrochemické výrobní procesy, jako je elektrolýza vody. Obr.: Modulární elektrochemická cela pro screeningové úlohy (© Fraunhofer IMM/Tobias Hang)
rem. Kromě samotného elektrokatalyzátoru je třeba zkoumat také procesní podmínky, jako je tlak, teplota, napětí v článku, průtoky a složení elektrolytu. Zde přicházejí ke slovu naše prů- točné reaktory jako součást screeningového systému, “ vysvětluje Dr. Patrick Löb, vedoucí skupiny Flow Chemistry ve Fraunhoferově insti- tutu IMM v Mohuči. Koncepce reaktoru na bázi deskového svazku Základní koncepce reaktoru vyvinutá Fraun- hoferovým institutem IMM pro elektrochemické aplikace využívá konstrukci deskového svazku. Jeden elektrochemický článek je tvořen sadou elektrodových desek a dalších komponent. Svazek může obsahovat buď jeden článek pro individuální provoz, nebo sadu článků, které mohou být provozovány paralelně, sériově nebo v kombinaci obojího. Režim paralelního provozu je vhodný zejména pro screeningové úlohy. Je tak např. možné studovat vliv materiálu mem- brány na elektrochemický proces, protože v každé z elektrochemických cel ve svazku, které jsou jinak stejné, mohou být instalovány jiné mem- brány. Výsledky zkoumání pak lze použít k vý- běru membrány pro daný proces nejlepší. „ Reak- tor umožňuje obrovské množství variant článků, což znamená, že lze například současně modi- fikovat a testovat různé membránové materiály a elektrokatalyzátory, “ říká výzkumník. Průtokové cely pro hte GmbH jsou jedinečné tím, že jejich základní strukturu – konfiguraci reaktoru – lze dále měnit. Byl dodán první prototyp screeningového mo- dulu se čtyřmi paralelně uspořádanými elek- trochemickými články, který se nyní ověřuje. V současné době probíhá rozšiřování na 16 pa- ralelních článků. Tyto reaktory lze využít například při zkoumání možností optimalizace elektrolýzy vody. Zde je třeba určit, které elektrokatalyzá- tory a membrány zvyšují účinnost procesu. Vzhle- dem k modulární konstrukci je lze použít i pro jiné procesy. Současná konstrukce článků umož- ňuje pokrýt různé konfigurace reaktorů, například s různými roztečemi elektrod, což ilustruje širo- kou škálu aplikací. Četné konfigurace reaktorů umožňují přizpůsobení screeningové platformy různým oblastem použití. Kromě elektrolýzy vody tak lze uvažovat i o dalších úlohách, jako je vý- roba účinných farmaceutických látek nebo roz- klad odpadu při čištění odpadních vod. Podle prvních odhadů by paralelní testování, které umožňují nové elektrochemické průtokové cely, mohlo urychlit screening katalyzátorů až čtyřikrát ve srovnání s klasickými přístupy při dlouhodobých experimentech. Očekává se, že v průběhu roku budou nové průtokové cely in- tegrovány do pilotního zařízení společnosti hte GmbH. » www.fraunhofer.de
vyšší přesnost než dosud používané způsoby měření. Obr.: Hladinoměr GENESIS dosahuje nový standard měření tím, že měří roz- hraní hladin pomocí GWR radaru v obou směrech – dolů i nahoru. To mu umož- ňuje dosahovat výrazně vyšší přesnost než dosud používané způsoby měření. (Foto: HENNLICH/Magnetrol)
Marcela Pažoutová, vedoucí divize MERES společnosti HENNLICH: „ Unikátní konstrukce hladinoměru GENESIS vychází z dlouholetých zkušeností s měřením rozhraní GWR radarem. Jeho výjimečnost ale spočívá ve schopnosti mě- řit rozhraní ve dvou směrech – jak směrem dolů ke konci sondy, tak zpět nahoru k připojovací přírubě s hlavicí elektroniky. Díky tomu dokáže detekovat a analyzovat čtyři fáze rozhraní kapa- lin, včetně specifických vrstev emulze uhlovodíku s vodou, které byly pro konvenční GWR techno- logie problémem. “ Dosavadní metody měření hladin rozhraní ka- palin, jako je využití vztlakového plováku s torzní tyčí či snímací LVDT cívkou, se ukázaly být za- staralé a omezené. „ Novou éru měření nastoluje revolučním hladinoměrem GENESIS od společ- nosti Magnetrol, který přichází s unikátním vyu- žitím technologie Guided Wave Radar, “ doplňuje Marcela Pažoutová. Obr.: Hladinoměr GENESIS
Obr.: Prototyp screeningového modulu se čtyřmi integrovanými elektrochemic- kými články (© Fraunhofer IMM/Tobias Hang)
V souvislosti s přechodem na nové zdroje energie a surovin představují elektrochemické procesy výhodu, protože spotřebovávají elek- třinu, nikoli chemikálie. Mohou také aktivně rea- govat na výkyvy v dodávkách elektrické energie tím, že elektrochemické procesy zapojí, když je elektřiny nadbytek, a vypnou je, když je jí nedo- statek. Důležitým případem je elektrolýza vody. Při ní se vyrábí vodík - flexibilní a snadno pře- nosný zdroj energie, který hraje ústřední roli při přechodu energetiky na obnovitelné zdroje. Z tohoto důvodu Fraunhofer IMM vyvíjí a zdoko- naluje elektrochemické mikroreaktory – známé také jako „průtokové články“ - pro použití v pro- cesech ekologické syntézy, jako je elektrosyn- téza, a jako prostředek pro studium elektrolýzy vody. Tyto mikroreaktory umožňují vývoj a scree- ning syntéz v laboratorním měřítku a současně umožňují převést syntézu do pilotního měřítka. Společnost hte GmbH, Fraunhofer IMM se sídlem v Heidelbergu vyvinula modulární a flexibilní elek- trochemickou průtokovou celu, kterou využila pro vysoce výkonné screeningové úlohy v oblasti elektrokatalýzy. „ V mikroreaktorech lze přesně řídit chemické procesy, které v nich probíhají. To platí i pro naše elektrochemické články, které lze využít k opti- malizaci elektrochemických výrobních procesů, například pokud jde o udržitelnou chemickou vý- robu nebo elektrolýzu vody. Screeningové plat- formy, které využívají naši konstrukci, umožňují ve velmi krátkém čase otestovat řadu katalyzá- torů a provozních podmínek. Pro elektrokatalýzu je třeba provést úpravy screeningových platfo-
Hladinoměr GENESIS se osvědčuje zejména v náročných průmyslových odvětvích, jako je zpracování ropy v rafineriích a řízení procesů de- stilace. Jeho klíčovou aplikací je separace čistého produktu od vodní báze, což zásadně ovlivňuje efektivitu a ekonomiku provozu. Měření hladiny pomocí hladinoměru GENESIS je možný v rozsahu od 60 centimetrů do šes- ti metrů. Zařízení je certifikováno podle ATEX, IECEx a FM, které zajišťující bezpečnost a spo- lehlivost v různých provozních prostředích. Jeho diagnostika je zajišťována pomocí sw Pactware & DTM. » www.hennlich.cz
REVOLUCE V MĚŘENÍ ROZHRANÍ HLADIN KAPALIN: NOVÝ HLADINOMĚR GENESIS
Unikátní způsob měření rozhraní hladin kapalin s dosud nedosažitelnou přesností – to je nový hladinoměr GENESIS společnosti Magnetrol . Ten na český trh přináší strojírenská firma HENN- LICH . Nový standard měření dosahuje GENESIS tím, že měří rozhraní hladin pomocí GWR radaru (Guided Wave Radar) v obou směrech – dolů i nahoru. To mu umožňuje dosahovat výrazně
53
CHEMAGAZÍN • 5 / XXXIII (2023)
Made with FlippingBook - professional solution for displaying marketing and sales documents online