इलेक्ट्रोड सतह फाउलिंग कई इलेक्ट्रोकेमिकल उत्पादन प्रक्रियाओं में और इलेक्ट्रोकेमिकल सेंसर में एक गंभीर समस्या है। इलेक्ट्रोड फाउलिंग इलेक्ट्रोकेमिकल सेल के प्रदर्शन और ऊर्जा दक्षता को प्रभावित कर सकता है। अल्ट्रासोनिकेशन इलेक्ट्रोड फाउलिंग से बचने और हटाने का एक प्रभावी साधन है।

इलेक्ट्रोड फाउलिंग इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण के लिए इलेक्ट्रोड के साथ इलेक्ट्रोलाइट के भौतिक संपर्क को कम करता है और इसलिए यह इलेक्ट्रोकेमिकल रिएक्शन गति को कम करता है। अक्सर फाउलिंग एजेंट हाइड्रोफिलिक, हाइड्रोफोबिक, या फाउलिंग एजेंट और इलेक्ट्रोड सतह के बीच इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन के परिणामस्वरूप इलेक्ट्रोड सतह पर कुछ संरचनात्मक विशेषताओं का पालन करता है।

एंटीफाउलिंग विधियों में बहुलक या कार्बन-आधारित सामग्रियों के साथ सतह संशोधन या कोटिंग शामिल है, जैसे कार्बन नैनोट्यूब या ग्राफीन, उनके बड़े सतह क्षेत्र, इलेक्ट्रो-उत्प्रेरक गुणों और फाउलिंग प्रतिरोध के कारण। वैकल्पिक रूप से, धातु नैनोकणों में इलेक्ट्रो-उत्प्रेरक गुणों और उच्च विद्युत चालकता के साथ संयुक्त एंटीफाउलिंग गुण हो सकते हैं।

अल्ट्रासोनिक यांत्रिक आंदोलन एक वैकल्पिक एंटीफाउलिंग विधि है।

एंटीफाउलिंग के लिए अल्ट्रासोनिक आंदोलन एक अल्ट्रासोनिक रूप से सक्रिय तरल में डूबे सतहों से फाउलिंग एजेंटों को हटाने की सुविधा या बढ़ाने के लिए तरल में उच्च आवृत्ति, उच्च तीव्रता वाली ध्वनि तरंगों का उपयोग करता है। अल्ट्रासोनिक इलेक्ट्रोड सतह की सफाई इलेक्ट्रोड सतहों से फाउलिंग एजेंटों को हटाने की क्षमता में अद्वितीय तकनीक है। अल्ट्रासोनिक सफाई तकनीक किसी भी गीले इलेक्ट्रोड सतह को भेदने और साफ करने में सक्षम है, जिसमें अंधा छेद, धागे, सतह की आकृति शामिल है।
बेहतर इलेक्ट्रोड सतह सफाई की मांग ने अल्ट्रासोनिक आंदोलन प्रौद्योगिकी के विकास को प्रेरित किया है। आज अल्ट्रासोनिक फ्रीक्वेंसी पर यांत्रिक रूप से इलेक्ट्रोड को उत्तेजित करना या अप्रत्यक्ष इलेक्ट्रोड सतह की सफाई के लिए इलेक्ट्रोड के पास तरल को उत्तेजित करना संभव है।

अप्रत्यक्ष इलेक्ट्रोड सरफेस एंटीफाउलिंग

इलेक्ट्रोड सतहों के अप्रत्यक्ष एंटीफाउलिंग में, अल्ट्रासोनिक पावर इलेक्ट्रोड के पास तरल को दिया जाता है। यह तरल सोखता अल्ट्रासोनिक शक्ति को और इलेक्ट्रोड सतह पर इस शक्ति का एक अंश पहुंचाता है, जहां परिणामस्वरूप अल्ट्रासोनिक कैविटेशन फाउलिंग परतों को हटा देता है। सामान्य तौर पर, यह अप्रत्यक्ष विधि प्रकृति में "दृष्टि की रेखा" है; यानी, इसे प्रभावी बनाने के लिए दूषित सतह तक सीधी पहुंच होनी चाहिए।

डायरेक्ट इलेक्ट्रोड सरफेस एंटीफाउलिंग

हिल्स्चर अल्ट्रासोनिक्स सीधे इलेक्ट्रोड को उत्तेजित करने के लिए एक अद्वितीय अल्ट्रासोनिक डिजाइन प्रदान करता है। इस डिजाइन में, अल्ट्रासोनिक कंपन सीधे इलेक्ट्रोड में युग्मित होते हैं। इसलिए अल्ट्रासोनिक शक्ति को गीले इलेक्ट्रोड सतह पर वितरित किया जाता है, जहां सतह त्वरण और सतह के संपर्क में कैविटेशन बुलबुले सतह के खिलाफ तरल पदार्थ का एक उच्च दबाव जेट प्रदान करते हैं। अल्ट्रासोनिक जेटिंग से बचने और गलत परतों को हटाने के लिए अच्छा तरीका है।

जानने के योग्य तथ्य

इलेक्ट्रोकेमिकल सिस्टम पर अल्ट्रासोनिक आंदोलन के अन्य संभावित प्रभावों में शामिल हैं:

1. हाइड्रोडायनामिक्स और मास ट्रांसपोर्ट में सुधार;
2. तंत्र और प्रतिक्रिया उत्पादों पर प्रभाव के साथ एकाग्रता ढाल और गतिज शासनों के स्विचन को प्रभावित;
3. मध्यवर्ती प्रजातियों की प्रतिक्रियाओं का सोनोकेमिकल सक्रियण जो इलेक्ट्रोकेमिक रूप से उत्पन्न किए गए हैं; और
4. प्रजातियों का सोनोकेमिकल उत्पादन जो इलेक्ट्रोकेमिक रूप से उन स्थितियों में प्रतिक्रिया करता है जहां मूक प्रणाली इलेक्ट्रोकेमेमिक रूप से सक्रिय नहीं है।

इलेक्ट्रोड फाउलिंग के प्रकार

हाइड्रोफिलिक इंटरैक्शन के परिणामस्वरूप फाउलिंग हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन के परिणामस्वरूप फाउलिंग की तुलना में अधिक प्रतिवर्ती हो जाता है। अधिक हाइड्रोफोबिक सतहों वाले इलेक्ट्रोड, जैसे कार्बन आधारित इलेक्ट्रोड हाइड्रोफोबिक घटकों, जैसे सुगंधित यौगिकों, संतृप्त या एलिफेटिक यौगिकों, या प्रोटीन को फाउलिंग को बढ़ावा दे सकते हैं। जैविक मैक्रोमॉलिक्यूल्स, जैसे प्रोटीन और अन्य जैविक सामग्री, कोशिकाएं, कोशिकाओं, कोशिका टुकड़े, या डीएनए/आरएनए इलेक्ट्रोड सतह फाउलिंग का कारण भी बन सकते हैं ।