इलेक्ट्रोड सतह दूषण का समाधान
इलेक्ट्रोड सतह दूषण कई विद्युत रासायनिक उत्पादन प्रक्रियाओं और विद्युत रासायनिक सेंसर में एक गंभीर समस्या है। इलेक्ट्रोड फाउलिंग एक इलेक्ट्रोकेमिकल सेल के प्रदर्शन और ऊर्जा दक्षता को प्रभावित कर सकता है। अल्ट्रासोनिकेशन इलेक्ट्रोड दूषण 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 विद्युत रासायनिक प्रतिक्रिया की गति को कम करता है। अक्सर दूषण एजेंट इलेक्ट्रोड सतह पर कुछ संरचनात्मक विशेषताओं का पालन करता है, जिसके परिणामस्वरूप फाउलिंग एजेंट और इलेक्ट्रोड सतह के बीच हाइड्रोफिलिक, हाइड्रोफोबिक या इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन होता है।
एंटीफॉलिंग विधियों में उनके बड़े सतह क्षेत्र, इलेक्ट्रो-उत्प्रेरक गुणों और दूषण प्रतिरोध के कारण पॉलिमर या कार्बन-आधारित सामग्री, जैसे कार्बन नैनोट्यूब या ग्राफीन के साथ सतह संशोधन या कोटिंग शामिल है। वैकल्पिक रूप से, धातु नैनोकणों में इलेक्ट्रो-उत्प्रेरक गुणों और उच्च विद्युत चालकता के साथ संयुक्त एंटीफॉलिंग गुण हो सकते हैं।
अल्ट्रासोनिक यांत्रिक आंदोलन एक वैकल्पिक एंटीफॉलिंग विधि है।
एंटीफाउलिंग के लिए अल्ट्रासोनिक आंदोलन एक तरल में उच्च आवृत्ति, उच्च तीव्रता वाली ध्वनि तरंगों का उपयोग करता है ताकि अल्ट्रासोनिक रूप से सक्रिय तरल में डूबे सतहों से दूषण एजेंटों को हटाने या बढ़ाने की सुविधा मिल सके। अल्ट्रासोनिक इलेक्ट्रोड सतह की सफाई इलेक्ट्रोड सतहों से दूषण एजेंटों को हटाने की अपनी 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 आकृति शामिल हैं।
बेहतर इलेक्ट्रोड सतह की सफाई की मांग ने अल्ट्रासोनिक आंदोलन प्रौद्योगिकी के विकास को प्रेरित किया है। आज अल्ट्रासोनिक आवृत्ति पर यंत्रवत् इलेक्ट्रोड को उत्तेजित करना या अप्रत्यक्ष इलेक्ट्रोड सतह की सफाई के लिए इलेक्ट्रोड के पास तरल को उत्तेजित करना संभव है।
अप्रत्यक्ष इलेक्ट्रोड सतह Antifouling
इलेक्ट्रोड सतहों के अप्रत्यक्ष एंटीफॉलिंग में, अल्ट्रासोनिक शक्ति इलेक्ट्रोड के पास तरल तक पहुंचाई जाती है। यह तरल अल्ट्रासोनिक शक्ति को सोख लेता है और इस शक्ति के एक अंश को इलेक्ट्रोड सतह तक पहुंचाता है, जहां परिणामस्वरूप अल्ट्रासोनिक गुहिकायन दूषण परतों को हटा देता है। सामान्य तौर पर, यह अप्रत्यक्ष विधि प्रकृति में "दृष्टि की रेखा" है; यही है, प्रभावी होने के लिए दूषित सतह तक सीधी पहुंच होनी चाहिए।
अल्ट्रासोनिक इलेक्ट्रोड (कैथोड) सोनो-इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री में आवेदन के लिए
इलेक्ट्रोड दूषण एक दूषण एजेंट द्वारा एक इलेक्ट्रोड सतह के निष्क्रियता का वर्णन करता है जो इलेक्ट्रोड पर एक तेजी से अभेद्य परत बनाता है। अक्सर, दूषण एजेंट विद्युत रासायनिक प्रतिक्रिया का एक उपोत्पाद होता है।
डायरेक्ट इलेक्ट्रोड सरफेस एंटीफॉलिंग
Hielscher Ultrasonics सीधे इलेक्ट्रोड आंदोलन करने के लिए एक अद्वितीय अल्ट्रासोनिक डिजाइन प्रदान करता है। इस डिजाइन में, अल्ट्रासोनिक कंपन सीधे इलेक्ट्रोड में युग्मित होते हैं। इसलिए अल्ट्रासोनिक शक्ति गीली इलेक्ट्रोड सतह पर पहुंचाई जाती है, जहां सतह के त्वरण और सतह के संपर्क में ढहने वाले गुहिकायन बुलबुले सतह के खिलाफ तरल पदार्थ का एक उच्च दबाव जेट प्रदान करते हैं। अल्ट्रासोनिक जेटिंग दूषण परतों से बचने और हटाने के लिए अच्छी विधि है।
जानने के योग्य तथ्य
एक विद्युत रासायनिक प्रणाली पर अल्ट्रासोनिक आंदोलन के अन्य संभावित प्रभावों में शामिल हैं:
- हाइड्रोडायनामिक्स और जन परिवहन में सुधार;
- तंत्र और प्रतिक्रिया उत्पादों पर प्रभाव के साथ एकाग्रता ग्रेडिएंट और गतिज शासनों के स्विचिंग को प्रभावित करते हैं;
- मध्यवर्ती प्रजातियों की प्रतिक्रियाओं का सोनोकेमिकल सक्रियण जो विद्युत रासायनिक रूप से उत्पन्न हुआ है; और
- प्रजातियों का सोनोकेमिकल उत्पादन जो उन स्थितियों में विद्युत रासायनिक रूप से प्रतिक्रिया करता है जहां मूक प्रणाली विद्युत रासायनिक रूप से सक्रिय नहीं होती है।
इलेक्ट्रोड फाउलिंग के प्रकार
हाइड्रोफिलिक इंटरैक्शन से उत्पन्न दूषण हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन के परिणामस्वरूप दूषण की तुलना में अधिक प्रतिवर्ती होता है। अधिक हाइड्रोफोबिक सतहों वाले इलेक्ट्रोड, जैसे कार्बन-आधारित इलेक्ट्रोड हाइड्रोफोबिक घटकों, जैसे सुगंधित यौगिकों, संतृप्त या स्निग्ध यौगिकों, या प्रोटीन को बढ़ावा दे सकते हैं। जैविक मैक्रोमोलेक्यूल्स, जैसे प्रोटीन और अन्य जैविक सामग्री, कोशिकाएं, सेल टुकड़े, या डीएनए / आरएनए भी इलेक्ट्रोड सतह दूषण का कारण बन सकते हैं।
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