Rješenje za onečišćenje površine elektroda

Zaprljanje površine elektrode je ozbiljan problem u mnogim elektrokemijskim proizvodnim procesima iu elektrokemijskim senzorima. Onečišćenje elektroda može utjecati na performanse i energetsku učinkovitost elektrokemijske ćelije. Ultrazvučna obrada učinkovito je sredstvo za izbjegavanje i uklanjanje onečišćenja elektroda.

Onečišćenje elektrode smanjuje fizički kontakt elektrolita s elektrodom na koju se prenose elektroni i stoga smanjuje brzinu elektrokemijske reakcije. Često se sredstvo za onečišćenje lijepi za određene strukturne značajke na površini elektrode kao rezultat hidrofilnih, hidrofobnih ili elektrostatskih interakcija između sredstva za zaprljanje i površine elektrode.

Metode protiv obraštanja uključuju površinsku modifikaciju ili premazivanje polimerima ili materijalima na bazi ugljika, kao što su ugljikove nanocijevi ili grafen, zbog njihove velike površine, elektrokatalitičkih svojstava i otpornosti na prljanje. Alternativno, metalne nanočestice mogu imati svojstva protiv obraštanja u kombinaciji s elektrokatalitičkim svojstvima i visokom električnom vodljivošću.

Ultrazvučno mehaničko miješanje alternativna je metoda protiv obraštanja.

Ultrazvučno miješanje protiv obraštanja koristi visokofrekventne zvučne valove visokog intenziteta u tekućini kako bi se olakšalo ili poboljšalo uklanjanje agenasa zaprljanja s površina uronjenih u ultrazvučno aktiviranu tekućinu. Ultrazvučno čišćenje površine elektroda tehnologija je jedinstvena po svojoj sposobnosti uklanjanja sredstava za prljanje s površina elektroda. Ultrazvučna tehnologija čišćenja može prodrijeti i očistiti svaku navlaženu površinu elektrode, uključujući slijepe rupe, navoje, površinske konture.
Zahtjevi za poboljšanom čistoćom površine elektroda potaknuli su razvoj tehnologije ultrazvučnog miješanja. Danas je moguće mehanički protresti elektrode ultrazvučnom frekvencijom ili protresti tekućinu u blizini elektrode za neizravno čišćenje površine elektrode.

Neizravna zaštita površine elektroda protiv obraštanja

U neizravnom antivegetativnom obraštanju površina elektroda, ultrazvučna snaga se isporučuje tekućini u blizini elektrode. Ova tekućina apsorbira ultrazvučnu snagu i prenosi djelić te snage na površinu elektrode, gdje rezultirajuća ultrazvučna kavitacija uklanja naslage naslaga. Općenito, ova neizravna metoda je po prirodi "linija vidljivosti"; to jest mora postojati izravan pristup kontaminiranoj površini da bi bio učinkovit.

Izravna zaštita površine elektroda protiv obraštanja

Hielscher Ultrasonics nudi jedinstveni ultrazvučni dizajn za izravno miješanje elektroda. U ovom dizajnu, ultrazvučne vibracije su povezane izravno u elektrodu. Stoga se ultrazvučna snaga isporučuje na navlaženu površinu elektrode, gdje površinsko ubrzanje i kolapsirajući kavitacijski mjehurići u kontaktu s površinom stvaraju visokotlačni mlaz tekućine na površinu. Ultrazvučno mlazanje dobra je metoda za izbjegavanje i uklanjanje naslaga naslaga.

Činjenice koje vrijedi znati

Ostali mogući učinci ultrazvučne agitacije na elektrokemijski sustav uključuju:

1. poboljšati hidrodinamiku i transport mase;
2. utjecati na gradijente koncentracije i promjenu kinetičkih režima s učinkom na mehanizam i produkte reakcije;
3. sonokemijska aktivacija reakcija intermedijarnih vrsta koje su generirane elektrokemijski; i
4. sonokemijska proizvodnja vrsta koje reagiraju elektrokemijski u uvjetima u kojima tihi sustav nije elektrokemijski aktivan.

Vrste zaprljanja elektroda

Obraštaj koji je rezultat hidrofilnih interakcija ima tendenciju da bude reverzibilniji od onečišćenja koji je rezultat hidrofobnih interakcija. Elektrode s više hidrofobnih površina, kao što su elektrode na bazi ugljika, mogu potaknuti onečišćenje koje posjeduje hidrofobne komponente, kao što su aromatski spojevi, zasićeni ili alifatski spojevi ili proteini. Biološke makromolekule, poput proteina i drugih bioloških materijala, stanica, staničnih fragmenata ili DNA/RNA također mogu uzrokovati onečišćenje površine elektrode.