Elektrode overflade begroning er et alvorligt problem i mange elektrokemiske produktionsprocesser og i elektrokemiske sensorer. Elektrode tilgroning kan påvirke ydeevnen og energieffektiviteten af en elektrokemisk celle. Ultralydbehandling er et effektivt middel til at undgå og fjerne elektrodebegroning.

Elektrodebegroning reducerer elektrolyttens fysiske kontakt med elektroden til elektronoverførsel til og dermed reducerer den elektrokemiske reaktionshastighed. Ofte begroning agent klæber til visse strukturelle funktioner på elektrodeoverfladen som følge af hydrofile, hydrofobiske, eller elektrostatiske interaktioner mellem begroning agent og elektrode overflade.

Antifouling metoder omfatter overflade modifikation eller belægning med polymerer eller kulstof-baserede materialer, såsom kulstof nanorør eller grafen, på grund af deres store overfladeareal, elektrokatalytiske egenskaber, og begroning modstand. Alternativt kan metalliske nanopartikler have antifouling egenskaber kombineret med elektrokatalytiske egenskaber og høj elektrisk ledningsevne.

Ultralyd mekanisk agitation er en alternativ antifouling metode.

Ultralyd agitation til antifouling bruger højfrekvente, højintensive lydbølger i en væske for at lette eller forbedre fjernelsen af begroningsmidler fra overflader nedsænket i en ultralydaktiveret væske. Ultralydelektrode overflade rengøring er en teknologi unik i sin evne til at fjerne begroning agenter fra elektrode overflader. Ultralyd rengøring teknologi er i stand til at trænge ind og rense enhver våd elektrode overflade, herunder blinde huller, tråde, overflade konturer.
Krav til forbedret elektrodeoverfladerlighed har drevet udviklingen af ultralydsmodegiationsteknologi. I dag er det muligt at omrøre elektroder mekanisk ved ultralydsfrekvens eller at omrøre væsken nær elektroden til indirekte elektrodeoverfladerensning.

Indirekte elektrode overflade antifouling

I den indirekte antifouling af elektrodeoverflader leveres ultralydseffekten til væsken nær elektroden. Denne flydende adsorber ultralydseffekten og overfører en brøkdel af denne strøm til elektrodeoverfladen, hvor den resulterende ultralydkavitation fjerner begroningslag. Generelt er denne indirekte metode "synsvidde" af natur; der skal være direkte adgang til den forurenede overflade, for at den kan være effektiv.

Direkte elektrode overflade antifouling

Hielscher Ultrasonics tilbyder et unikt ultralydsdesign til at agitere elektroder direkte. I dette design kobles ultralydvibrationerne direkte ind i elektroden. Derfor leveres ultralydseffekten til den våde elektrodeoverflade, hvor overfladeaccelerationen og kollapsende kavitationsbobler i kontakt med en overflade giver en højtryksstråle af væske mod overfladen. Ultralyd jetting er god metode til at undgå og fjerne begroning lag.

Fakta Værd at vide

Andre mulige virkninger af ultralyd agitation på et elektrokemisk system omfatter:

1. forbedre hydrodynamik og massetransport
2. påvirke koncentrationsgradienter og skift af kinetiske regimer med virkning på mekanisme og reaktionsprodukter
3. sonokemisk aktivering af reaktioner fra mellemarter, der er genereret elektrokemisk Og
4. sonokemisk produktion af arter, der reagerer elektrokemisk under forhold, hvor det lydløse system ikke er elektrokemisk aktivt.

Typer af elektrode begroning

Begroning som følge af hydrofile interaktioner tendens til at være mere reversibel end begroning som følge af hydrofobiske interaktioner. Elektroder med mere hydrofobe overflader, såsom kulstofbaserede elektroder kan fremme begroning besidder hydrofobe komponenter, såsom aromatiske forbindelser, mættede eller alifatiske forbindelser, eller proteiner. Biologiske makromolekyler, såsom proteiner og andre biologiske materialer, celler, cellefragmenter eller DNA/RNA kan også forårsage tilgroning af elektrodeoverfladen.