راه حل رسوب سطح الکترود

رسوب سطح الکترود یک مشکل جدی در بسیاری از فرآیندهای تولید الکتروشیمیایی و در حسگرهای الکتروشیمیایی است. رسوب الکترود می تواند بر عملکرد و بازده انرژی یک سلول الکتروشیمیایی تأثیر بگذارد. امواج فراصوت یک وسیله موثر برای جلوگیری و حذف رسوب الکترود است.

رسوب الکترود باعث کاهش تماس فیزیکی الکترولیت با الکترود برای انتقال الکترون به آن می شود و از این رو سرعت واکنش الکتروشیمیایی را کاهش می دهد. اغلب عامل رسوب به ویژگی های ساختاری خاصی در سطح الکترود در نتیجه فعل و انفعالات آبدوست، آبگریز یا الکترواستاتیک بین عامل رسوب و سطح الکترود می چسبد.

روش های ضد گرفتگی شامل اصلاح سطح یا پوشش دهی با پلیمرها یا مواد مبتنی بر کربن مانند نانولوله های کربنی یا گرافن به دلیل مساحت سطح زیاد، خواص الکتروکاتالیستی و مقاومت در برابر رسوب است. از طرف دیگر، نانوذرات فلزی می توانند خواص ضد رسوب همراه با خواص الکتروکاتالیستی و هدایت الکتریکی بالا داشته باشند.

تحریک مکانیکی اولتراسونیک یک روش ضد رسوب جایگزین است.

تحریک اولتراسونیک برای ضد رسوب با استفاده از فرکانس بالا، امواج صوتی با شدت بالا در یک مایع برای تسهیل و یا افزایش حذف عوامل رسوب از سطوح غوطه ور در مایع فعال مافوق صوت. تمیز کردن سطح الکترود اولتراسونیک یک فناوری منحصر به فرد در توانایی خود را در حذف عوامل رسوب از سطوح الکترود است. فناوری تمیز کردن اولتراسونیک قادر به نفوذ و تمیز کردن هر سطح الکترود خیس شده از جمله سوراخ های کور ، نخ ها ، خطوط سطح است.
تقاضا برای بهبود تمیزی سطح الکترود باعث توسعه فناوری تحریک اولتراسونیک شده است. امروزه می توان الکترودها را به صورت مکانیکی در فرکانس اولتراسونیک تحریک کرد یا مایع نزدیک الکترود را برای تمیز کردن سطح الکترود غیرمستقیم هم زد.

ضد رسوب سطح الکترود غیر مستقیم

در ضد رسوب غیرمستقیم سطوح الکترود، قدرت اولتراسونیک به مایع نزدیک الکترود تحویل داده می شود. این مایع قدرت اولتراسونیک را جذب می کند و کسری از این نیرو را به سطح الکترود منتقل می کند، جایی که حفره اولتراسونیک حاصل لایه های رسوب را حذف می کند. به طور کلی ، این روش غیرمستقیم ماهیت "خط دید" دارد. یعنی باید دسترسی مستقیم به سطح آلوده وجود داشته باشد تا موثر باشد.

ضد رسوب سطح الکترود مستقیم

Hielscher مافوق صوت ارائه می دهد طراحی مافوق صوت منحصر به فرد به تحریک الکترودها به طور مستقیم. در این طراحی، ارتعاشات اولتراسونیک مستقیما به الکترود متصل می شوند. بنابراین قدرت اولتراسونیک به سطح الکترود خیس شده تحویل داده می شود، جایی که شتاب سطح و حباب های حفره ای در حال فروپاشی در تماس با یک سطح، جت فشار بالا سیال را در برابر سطح فراهم می کند. جت اولتراسونیک روش خوبی برای جلوگیری و حذف لایه های رسوب است.

حقایقی که ارزش دانستن دارند

سایر اثرات احتمالی تحریک اولتراسونیک بر روی یک سیستم الکتروشیمیایی عبارتند از:

1. بهبود هیدرودینامیک و حمل و نقل انبوه؛
2. بر شیب غلظت و تغییر رژیم های جنبشی تأثیر می گذارد و بر مکانیسم و محصولات واکنش تأثیر می گذارد.
3. فعال سازی سونوشیمیایی واکنش های گونه های میانی که به صورت الکتروشیمیایی تولید شده اند. و
4. تولید سونوشیمیایی گونه هایی که در شرایطی که سیستم خاموش از نظر الکتروشیمیایی فعال نیست، الکتروشیمیایی واکنش نشان می دهند.

انواع رسوب الکترود

رسوب ناشی از فعل و انفعالات آب دوست برگشت پذیرتر از رسوب ناشی از فعل و انفعالات آبگریز است. الکترودهایی با سطوح آبگریز تر، مانند الکترودهای مبتنی بر کربن، می توانند باعث رسوب با اجزای آبگریز مانند ترکیبات معطر، ترکیبات اشباع یا آلیفاتیک یا پروتئین ها شوند. ماکرومولکول های بیولوژیکی، مانند پروتئین ها و سایر مواد بیولوژیکی، سلول ها، قطعات سلولی یا DNA/RNA نیز می توانند باعث رسوب سطح الکترود شوند.