Elektrodin pinnan likaantuminen on vakava ongelma monissa sähkökemiallisissa tuotantoprosesseissa ja sähkökemiallisissa antureissa. Elektrodin likaantuminen voi vaikuttaa sähkökemiallisen solun suorituskykyyn ja energiatehokkuuteen. Ultrasonication on tehokas keino välttää ja poistaa elektrodin likaantuminen.

Elektrodin likaantuminen vähentää elektrolyytin fyysistä kosketusta elektrodiin elektronin siirtoa varten ja vähentää siten sähkökemiallista reaktionopeutta. Usein likaantumisaine tarttuu tiettyihin elektrodin pinnan rakenteellisiin ominaisuuksiin hydrofiilisten, hydrofobisten tai sähköstaattisten vuorovaikutusten seurauksena likaantumisaineen ja elektrodin pinnan välillä.

Antifouling-menetelmiä ovat pinnan muuttaminen tai pinnoitus polymeerillä tai hiilipohjaisilla materiaaleilla, kuten hiilinanoputkilla tai grafeenilla, niiden suuren pinta-alansa, sähkökatalyyttisten ominaisuuksiensa ja likaantumiskestävyyden vuoksi. Vaihtoehtoisesti metallisilla nanohiukkasilla voi olla antifouling-ominaisuuksia yhdistettynä sähkökatalyyttisiin ominaisuuksiin ja korkeaan sähkönjohtavuuteen.

Ultraääni mekaaninen agitaatio on vaihtoehtoinen antifouling-menetelmä.

Antifoulingin ultraääniagitaatio käyttää nesteessä korkeataajuisia, korkean intensiteetin ääniaaltoja helpottamaan tai tehostamaan likaantumisaineiden poistamista ultraäänellä aktivoidussa nesteessä upottamista pinnasta. Ultraäänielektrodien pinnanpuhdistus on tekniikka, joka on ainutlaatuinen sen kyvyssä poistaa likaantumisaineita elektrodin pinnalta. Ultraäänipuhdistustekniikka pystyy tunkeutumaan ja puhdistamaan minkä tahansa kostautuvan elektrodin pinnan, mukaan lukien sokeat reiät, langat, pinnan ääriviivat.
Vaatimukset elektrodin pinnan puhtauden parantamisesta ovat ajaneet ultraääniagitaatioteknologian kehitystä. Nykyään elektrodeja on mahdollista ravistaa mekaanisesti ultraäänitaajuudella tai sekoittaa elektrodin lähellä oleva neste epäsuoraan elektrodin pinnan puhdistukseen.

Epäsuora elektrodin pinnan antifouling

Elektrodipintojen epäsuorassa antifoulingissa ultraääniteho toimitetaan elektrodin lähellä olevalle nesteeseen. Tämä neste adsorboi ultraäänitehon ja lähettää murto-osan tästä voimasta elektrodin pinnalle, jossa tuloksena oleva ultraäänikavitaatio poistaa likaantuvia kerroksia. Yleensä tämä epäsuora menetelmä on luonteeltaan "näköyhteys"; Eli saastuneelle pinnalle on oltava suora pääsy, jotta se olisi tehokas.

Suora elektrodin pinnan antifouling

Hielscher Ultrasonics tarjoaa ainutlaatuisen ultraäänisuunnittelun elektrodien ravistamisesta suoraan. Tässä suunnittelussa ultraäänivärähtelyt on yhdistetty suoraan elektrodiin. Siksi ultraääniteho toimitetaan kostautuvalle elektrodin pinnalle, jossa pinnan kiihtyvyys ja pinnan kanssa kosketuksiin yhtyvät kavitaatiokuplat tarjoavat korkeapainesuihkun nestettä pintaa vasten. Ultraääni-jetting on hyvä tapa välttää ja poistaa likaantuvia kerroksia.

Tosiasiat, jotka kannattaa tietää

Muita ultraääniagition mahdollisia vaikutuksia sähkökemialliseen järjestelmään ovat:

1. parantaa hydrodynamiikkaa ja joukkoliikennettä;
2. vaikuttaa pitoisuusgradienteihin ja kineettisen järjestelmän vaihtamiseen mekanismi- ja reaktiotuotteisiin;
3. sähkökemiallisesti tuotettujen välilajien reaktioiden sonokemiallinen aktivaatio; Ja
4. sonokemiallinen tuotanto lajeille, jotka reagoivat sähkökemiallisesti olosuhteissa, joissa hiljainen järjestelmä ei ole sähkökemiallisesti aktiivinen.

Elektrodin likaantumistyypit

Hydrofiilisistä yhteisvaikutuksista johtuva likaantuminen on yleensä palautuvampaa kuin hydrofobisten yhteisvaikutusten aiheuttama likaantuminen. Elektrodit, joissa on enemmän hydrofobisia pintoja, kuten hiilipohjaiset elektrodit, voivat edistää likaantumista, jolla on hydrofobisia komponentteja, kuten aromaattisia yhdisteitä, tyydyttyneitä tai alifaattisia yhdisteitä tai proteiineja. Biologiset makromolekyylit, kuten proteiinit ja muut biologiset materiaalit, solut, solufragmentit tai DNA/RNA, voivat myös aiheuttaa elektrodin pinnan likaantumista.