Rješenje za zagajanje površine elektrode

Zagađuje površinu elektroda ozbiljan je problem u mnogim elektrokemijskim proizvodnim procesima i elektrokemijskim senzorima. Zagadavanje elektroda može utjecati na performanse i energetsku učinkovitost elektrokemijske stanice. Ultrazvuka je učinkovito sredstvo za izbjegavanje i uklanjanje zagada elektroda.

Zagadavanje elektroda smanjuje fizički kontakt elektrolita elektrodom za prijenos elektrona i stoga smanjuje brzinu elektrokemijske reakcije. Često se sredstvo za okružanje pridržava određenih strukturnih značajki na površini elektrode kao rezultat hidrofilnih, hidrofobnih ili elektrostatskih interakcija između sredstva za okružanje i površine elektrode.

Metode antifoulinga uključuju modifikaciju površine ili premazivanje polimerima ili materijalima na bazi ugljika, kao što su ugljikove nanocjevčice ili grafen, zbog svoje velike površine, elektrokatalitičkih svojstava i otpornosti na zagađevanje. Alternativno, metalne nanočestice mogu imati antifouling svojstva u kombinaciji s elektro-katalitičkim svojstvima i visokom električnom vodljivošću.

Ultrazvučna mehanička agitacija je alternativna antifouling metoda.

Ultrazvučna agitacija za antifouling koristi visokofrekventne zvučne valove visokog intenziteta u tekućini kako bi se olakšalo ili poboljšalo uklanjanje sredstava za zagađivanje s površina potopljenih u ultrazvučno aktiviranu tekućinu. Ultrazvučna čišćenje površine elektroda je tehnologija jedinstvena po svojoj sposobnosti uklanjanja sredstava za ogadu s površina elektroda. Ultrazvučna tehnologija čišćenja može prodrijeti i očistiti svaku zamagljenu površinu elektrode, uključujući slijepe rupe, niti, površinske konture.
Zahtjevi za poboljšanom čistoćom površine elektroda potaknuli su razvoj tehnologije ultrazvučne agitacije. Danas je moguće mehanički agitirati elektrode na ultrazvučnu frekvenciju ili agitirati tekućinu u blizini elektrode za neizravno čišćenje površine elektroda.

Neizravno protuuslugu površine elektroda

U neizravnom antifoulingu površina elektroda, ultrazvučna snaga se isporučuje u tekućinu u blizini elektrode. Ova tekuća adsorbira ultrazvučnu snagu i prenosi djelić te snage na površinu elektrode, gdje nastala ultrazvučna šupljina uklanja slojeve zagadanja. Općenito, ova neizravna metoda je "linija vida" u prirodi; odnosno, mora postojati izravan pristup kontaminiranoj površini kako bi bila učinkovita.

Protunamjevanje površine izravne elektrode

Hielscher Ultrasonics nudi jedinstven ultrazvučni dizajn za izravno agitiranje elektroda. U ovom dizajnu, ultrazvučne vibracije su povezane izravno u elektrodu. Stoga se ultrazvučna snaga isporučuje na površinu zamazane elektrode, gdje površinsko ubrzanje i urušavanje mjehurića karitacije u dodiru s površinom pružaju visokotlačni mlaz tekućine na površini. Ultrazvučni jetting je dobra metoda za izbjegavanje i uklanjanje slojeva zamagljivanja.

Činjenice koje vrijedi znati

Ostali mogući učinci ultrazvučne uznemirenosti na elektrokemijski sustav uključuju:

1. poboljšati hidrodinamiku i masovni prijevoz;
2. utjecati na gradijente koncentracije i prebacivanje kinetičkih režima s učinkom na mehanizme i reakcionarne proizvode;
3. sonokemijska aktivacija reakcija intermedijarnih vrsta koje su nastale elektrokemijski; I
4. sonokemijske proizvodnje vrsta koje elektrokemijski reagiraju u uvjetima u kojima tihi sustav nije elektrokemijski aktivan.

Vrste zagajanja elektroda

Fauliranje koje je posljedica hidrofilnih interakcija obično je reverzibilniji od zagadljivog rezultata hidrofobnih interakcija. Elektrode s više hidrofobnih površina, kao što su elektrode na bazi ugljika, mogu promicati oblaganje koje posjeduje hidrofobne komponente, kao što su aromatski spojevi, zasićeni ili alifatski spojevi ili proteini. Biološke makromolekule, kao što su proteini i drugi biološki materijali, stanice, fragmenti stanica ili DNA/RNK također mogu uzrokovati zagađenje površine elektroda.