Elektrod səthinin çirklənməsinə qarşı həll

Elektrod səthinin çirklənməsi bir çox elektrokimyəvi istehsal prosesində və elektrokimyəvi sensorlarda ciddi problemdir. Elektrodun çirklənməsi elektrokimyəvi hüceyrənin iş göstəricilərinə və enerji səmərəliliyinə təsir göstərə bilər. Ultrasəslə emal elektrodun çirklənməsinin qarşısını almaq və çirklənməni aradan qaldırmaq üçün effektiv vasitədir.

Elektrodun çirklənməsi elektron ötürülməsi üçün elektrolitin elektrodla fiziki təmasını azaldır və bununla da elektrokimyəvi reaksiyanın sürətini aşağı salır. Çirkləndirici maddə ilə elektrod səthi arasındakı hidrofil, hidrofob və ya elektrostatik qarşılıqlı təsirlər nəticəsində çirkləndirici maddə çox vaxt elektrod səthinin müəyyən struktur elementlərinə yapışır.

Çirklənmənin qarşısını alma üsullarına səthin modifikasiyası və ya polimerlərlə, yaxud karbon nanoboruları və ya qrafen kimi karbon əsaslı materiallarla örtülməsi daxildir; bu materiallardan böyük səth sahələrinə, elektrokatalitik xassələrinə və çirklənməyə davamlılıqlarına görə istifadə olunur. Alternativ olaraq, metal nanohissəciklər elektrokatalitik xassələr və yüksək elektrik keçiriciliyi ilə yanaşı, çirklənmənin qarşısını alan xassələrə də malik ola bilər.

Ultrasəs vasitəsilə mexaniki hərəkətə gətirmə çirklənmənin qarşısını almaq üçün alternativ üsuldur.

Çirklənmənin qarşısını almaq məqsədilə ultrasəs vasitəsilə hərəkətə gətirmə zamanı ultrasəslə aktivləşdirilmiş mayeyə batırılmış səthlərdən çirkləndirici maddələrin çıxarılmasını asanlaşdırmaq və ya gücləndirmək üçün mayedə yüksək tezlikli, yüksək intensivlikli səs dalğalarından istifadə olunur. Elektrod səthinin ultrasəslə təmizlənməsi elektrod səthlərindən çirkləndirici maddələri çıxarmaq qabiliyyəti baxımından unikal texnologiyadır. Ultrasəslə təmizləmə texnologiyası kor deşiklər, yivlər və səth konturları da daxil olmaqla, elektrodun maye ilə islanmış istənilən səthinə nüfuz edə və onu təmizləyə bilir.
Elektrod səthinin təmizliyini artırmaq tələbləri ultrasəs vasitəsilə hərəkətə gətirmə texnologiyasının inkişafına təkan vermişdir. Bu gün elektrodları ultrasəs tezliyində mexaniki hərəkətə gətirmək və ya elektrod səthini dolayı yolla təmizləmək üçün elektrodun yaxınlığındakı mayeni qarışdırmaq mümkündür.

Elektrod səthinin çirklənməsinin dolayı yolla qarşısının alınması

Elektrod səthlərinin çirklənməsinin dolayı yolla qarşısının alınması zamanı ultrasəs gücü elektrodun yaxınlığındakı mayeyə ötürülür. Bu maye ultrasəs gücünü adsorbsiya edir və bu gücün bir hissəsini elektrod səthinə ötürür; burada yaranan ultrasəs kavitasiyası çirklənmə təbəqələrini aradan qaldırır. Ümumiyyətlə, bu dolayı üsul mahiyyət etibarilə “birbaşa görünmə xətti” prinsipinə əsaslanır; yəni effektiv olması üçün çirklənmiş səthə birbaşa çıxış olmalıdır.

Elektrod səthinin çirklənməsinin birbaşa qarşısının alınması

Hielscher Ultrasonics elektrodları birbaşa hərəkətə gətirmək üçün unikal ultrasəs konstruksiyası təklif edir. Bu konstruksiyada ultrasəs rəqsləri birbaşa elektroda ötürülür. Buna görə də ultrasəs gücü elektrodun maye ilə islanmış səthinə çatdırılır; burada səthin təcillənməsi və səthlə təmasda olan kavitasiya qabarcıqlarının çökməsi səthə yönəlmiş yüksək təzyiqli maye şırnağı yaradır. Ultrasəs vasitəsilə şırnaq yaratma çirklənmə təbəqələrinin qarşısını almaq və onları aradan qaldırmaq üçün yaxşı üsuldur.

Bilməyə dəyər faktlar

Ultrasəs vasitəsilə hərəkətə gətirmənin elektrokimyəvi sistemə digər mümkün təsirlərinə aşağıdakılar daxildir:

1. hidrodinamikanın və kütlə daşınmasının yaxşılaşdırılması;
2. konsentrasiya qradiyentlərinə və kinetik rejimlər arasında keçidə təsir göstərilməsi və bununla da mexanizmə və reaksiya məhsullarına təsir edilməsi;
3. elektrokimyəvi yolla əmələ gəlmiş aralıq kimyəvi növlərin reaksiyalarının sonokimyəvi aktivləşdirilməsi; və
4. ultrasəs tətbiq edilməyən sistemin elektrokimyəvi cəhətdən aktiv olmadığı şəraitdə elektrokimyəvi reaksiyaya girən kimyəvi növlərin sonokimyəvi yolla əmələ gətirilməsi.

Elektrod çirklənməsinin növləri

Hidrofil qarşılıqlı təsirlər nəticəsində yaranan çirklənmə hidrofob qarşılıqlı təsirlər nəticəsində yaranan çirklənmə ilə müqayisədə daha çox geri dönən olmağa meyillidir. Karbon əsaslı elektrodlar kimi daha hidrofob səthlərə malik elektrodlar aromatik birləşmələr, doymuş və ya alifatik birləşmələr, yaxud zülallar kimi hidrofob komponentləri olan çirklənməni artıra bilər. Zülallar və digər bioloji materiallar kimi bioloji makromolekullar, hüceyrələr, hüceyrə fraqmentləri və ya DNA/RNA da elektrod səthinin çirklənməsinə səbəb ola bilər.