Elektroda površinski fauling je ozbiljan problem u mnogim elektrohemijskim procesima proizvodnje i u elektrohemijskim senzorima. Fauling elektroda može utjecati na performanse i energetsku efikasnost elektrohemijskih ćelija. Ultrasonikacija je efikasno sredstvo za izbjegavanje i uklanjanje faulinga elektroda.

Fauling elektroda smanjuje fizički kontakt elektrolita sa elektrodom za prijenos elektrona na i time smanjuje brzinu elektrohemijskih reakcija. Često se fouling agens pridržava određenih strukturnih osobina na elektrodnoj površini kao rezultat hidrofilnih, hidrofobnih ili elektrostatičnih interakcija između fouling agenta i površine elektroda.

Metode antifoulinga uključuju površinsku modifikaciju ili premaz s polimerima ili materijalima na bazi ugljika, kao što su ugljikove nanocijeve ili grafen, zbog njihove velike površine, elektro-katalitičke osobine i otpornosti na fauling. Alternativno, metalne nanočestice mogu imati svojstva antifoulinga u kombinaciji sa elektro-katalitička svojstva i visokom električnom provodljivošću.

Ultrazvučna mehanička agitacija je alternativna metoda antifoulinga.

Ultrazvučna agitacija za antifouling koristi visoke frekvencije, zvučne talase visokog inteziteta u tečnosti kako bi olakšala ili poboljšala uklanjanje fouling agenata sa površina potopljenih u ultrazvučno aktiviranu tečnost. Ultrazvučno čišćenje površine elektroda je tehnologija jedinstvena u svojoj sposobnosti da ukloni fouling agense sa elektrodnih površina. Ultrazvučna tehnologija čišćenja je u mogućnosti da prodre i očisti bilo koju mokra elektrodnu površinu, uključujući slijepe rupe, niti, površinske konce.
Zahtjevi za poboljšanom čistoćom površine elektroda su ponukali razvoj tehnologije ultrazvučne agitacije. Danas je moguće agicirati elektrode na ultrazvučnoj frekvenciji ili agitirati tekućinu u blizini elektrode za indirektno čišćenje površine elektroda.

Indirektno Elektrode Surface Antifouling

U indirektnom antifoulingu elektrodnih površina, ultrazvučna snaga se isporučuje u tečnost blizu elektrode. Ova tečnost adsorbuje ultrazvučnu snagu i prenosi djelić ove snage na površinu elektroda, gdje rezultirajuća ultrazvučna kavitacija uklanja fauling slojeve. Općenito, ova indirektna metoda je "linija vida" u prirodi; To jest, mora postojati direktan pristup kontaminiranoj površini da bi ona bila učinkovita.

Direktan elektrode površinski antifouling

Hielscher Ultrasonics nudi jedinstven ultrazvučni dizajn za direktno agitiranje elektroda. U ovom dizajnu, ultrazvučne vibracije su zajedno direktno u elektrodu. Stoga se ultrazvučna snaga isporučuje na vlaženu površinu elektroda, gdje površinsko ubrzanje i kolaps kavitacioni mjehurići u dodiru s površinom pružaju visokotlačan jet tekućine protiv površine. Ultrazvučno jetting je dobra metoda za izbjegavanje i uklanjanje fauling sloja.

Činjenice vredi znati

Drugi mogući efekti ultrazvučne agitacije na elektrohemijski sistem uključuju:

1. poboljšati hidrodinamiku i masovni transport;
2. utjecati na gradijente koncentracije i prebacivanje kinetičkih režima s efektom na proizvode mehanizma i reakcije;
3. sonohemijska aktivacija reakcija međuvrsta koje su generirane elektrohemijski; I
4. sonohemska proizvodnja vrsta koje reagiraju elektrohemijski u uvjetima gdje nije tihi sistem elektrohemijski aktivan.

Tipovi elektrode Fauling

Fauling koji je rezultat hidrofilnih interakcija teži da bude reverzibniji od faulinga koji je rezultat hidrofobnih interakcija. Elektrode sa više hidrofobnih površina, kao što su elektrode na bazi ugljika mogu promicati fauling posjedujući hidrofobne komponente, kao što su aromatična spoja, zasićena ili alifatička spoja, ili proteini. Biološke makromolekule, kao što su proteini i drugi biološki materijali, ćelije, fragmenti ćelija, ili DNK/RNK također mogu izazvati fauling na površini elektroda.