Zanášení povrchu elektrod je vážným problémem v mnoha elektrochemických výrobních procesech a v elektrochemických senzorech. Zanášení elektrod může ovlivnit výkon a energetickou účinnost elektrochemického článku. Ultrazvuku je účinným prostředkem, jak se vyhnout a odstranit zanášení elektrod.

Zanášení elektrod snižuje fyzický kontakt elektrolytu s elektrodou pro přenos elektronů, a tím snižuje rychlost elektrochemické reakce. Často zanášení činidlo přilne k určitým strukturálním prvkům na povrchu elektrody v důsledku hydrofilních, hydrofobních nebo elektrostatických interakcí mezi zanášením a povrchem elektrody.

Metody protipíchnutí zahrnují modifikaci povrchu nebo povlak s polymery nebo materiály na bázi uhlíku, jako jsou uhlíkové nanotrubičky nebo grafen, vzhledem k jejich velké ploše, elektrokatalytickým vlastnostem a odolnosti proti zanášení. Alternativně mohou mít kovové nanočástice antifukující vlastnosti v kombinaci s elektrokatalytickými vlastnostmi a vysokou elektrickou vodivostí.

Ultrazvukové mechanické míchání je alternativní antifouling metoda.

Ultrazvukové míchání pro antifouling používá vysokofrekvenční, vysoce intenzivní zvukové vlny v kapalině k usnadnění nebo zlepšení odstranění zanášení látek z povrchů ponořených v ultrazvukem aktivované kapalině. Ultrazvukové elektrody povrchové čištění je technologie jedinečná ve své schopnosti odstranit zanášení činidla z povrchu elektrod. Ultrazvuková čisticí technologie je schopna proniknout a vyčistit jakýkoli povrch navlhčené elektrody, včetně slepých otvorů, nití, povrchových obrysů.
Požadavky na zlepšení čistoty povrchu elektrody vedly k vývoji ultrazvukové technologie míchání. Dnes je možné mechanicky protřepát elektrody při ultrazvukové frekvenci nebo prořetit kapalinu v blízkosti elektrody pro nepřímé čištění povrchu elektrody.

Nepřímé elektrody povrchu antifouling

Při nepřímém protipíchání povrchů elektrod je ultrazvukový výkon dodáván do kapaliny v blízkosti elektrody. Tato kapalina adsorbuje ultrazvukový výkon a přenáší zlomek této síly na povrch elektrody, kde výsledná ultrazvuková kavitace odstraňuje zanášení vrstev. Obecně platí, že tato nepřímá metoda je "zorné pole" v přírodě; to znamená, že musí existovat přímý přístup k kontaminovanému povrchu, aby byl účinný.

Přímé elektrody povrch antifouling

Hielscher Ultrazvuk nabízí jedinečný ultrazvukový design míchejte elektrody přímo. V tomto designu jsou ultrazvukové vibrace spojeny přímo do elektrody. Proto je ultrazvukový výkon dodáván na povrch smáčené elektrody, kde povrchové zrychlení a hroutící se kavitační bubliny v kontaktu s povrchem poskytují vysokotlaký proud tekutiny proti povrchu. Ultrazvukové tryskání je dobrá metoda, jak se vyhnout a odstranit zanášení vrstev.

Fakta Worth Knowing

Další možné účinky ultrazvukového míchání na elektrochemický systém zahrnují:

1. zlepšit hydrodynamiku a hromadnou dopravu;
2. ovlivňují koncentrační gradienty a přepínání kinetických režimů s účinkem na mechanismy a reakční produkty;
3. sonochemická aktivace reakcí meziproduktů, které vznikly elektrochemicky; A
4. sonochemická produkce druhů, které reagují elektrochemicky v podmínkách, kdy tichý systém není elektrochemicky aktivní.

Typy zanášení elektrod

Zanášení vyplývající z hydrofilních interakcí bývá více reverzibilní než zanášení v důsledku hydrofobních interakcí. Elektrody s více hydrofobní povrchy, jako jsou elektrody na bázi uhlíku může podporovat zanášení mající hydrofobní složky, jako jsou aromatické sloučeniny, nasycené nebo alifatické sloučeniny, nebo bílkoviny. Biologické makromolekuly, jako jsou bílkoviny a jiné biologické materiály, buňky, buněčné fragmenty nebo DNA/RNA, mohou také způsobit zanášení povrchu elektrody.