A megoldás az elektróda felületi eltömődésére

Az elektróda felületének elszennyeződése komoly probléma számos elektrokémiai gyártási folyamatban és elektrokémiai érzékelőkben. Az elektróda eltömődése befolyásolhatja az elektrokémiai cellák teljesítményét és energiahatékonyságát. Az ultrahangos kezelés hatékony eszköz az elektróda elszennyeződésének elkerülésére és eltávolítására.

Az elektróda elszennyeződése csökkenti az elektrolit fizikai érintkezését az elektródával az elektronátvitelhez, és ezáltal csökkenti az elektrokémiai reakciósebességet. Gyakran előfordul, hogy a szennyeződés az elektróda felületén bizonyos szerkezeti jellemzőkhöz tapad a szennyeződés és az elektróda felülete közötti hidrofil, hidrofób vagy elektrosztatikus kölcsönhatások eredményeként.

A lerakódásgátló módszerek közé tartozik a felület módosítása vagy bevonása polimerekkel vagy szénalapú anyagokkal, például szén nanocsövekkel vagy grafénnel, nagy felületük, elektrokatalitikus tulajdonságaik és szennyeződési ellenállásuk miatt. Alternatív megoldásként a fém nanorészecskék algásodásgátló tulajdonságokkal rendelkezhetnek, elektrokatalitikus tulajdonságokkal és magas elektromos vezetőképességgel kombinálva.

Az ultrahangos mechanikus keverés alternatív lerakódásgátló módszer.

Az antifouling ultrahangos keverése nagyfrekvenciás, nagy intenzitású hanghullámokat használ folyadékban, hogy megkönnyítse vagy fokozza a szennyeződések eltávolítását az ultrahanggal aktivált folyadékba merített felületekről. Az ultrahangos elektróda felülettisztítás egyedülálló technológia abban a képességében, hogy eltávolítja a szennyeződéseket az elektróda felületéről. Az ultrahangos tisztítási technológia képes behatolni és tisztítani minden nedvesített elektróda felületet, beleértve a vak lyukakat, szálakat, felületi kontúrokat.
A jobb elektródafelület tisztaságának igénye az ultrahangos keverési technológia fejlesztését eredményezte. Ma már lehetséges az elektródák mechanikus keverése ultrahangos frekvencián, vagy a folyadék keverése az elektróda közelében az elektróda felületének közvetett tisztításához.

Közvetett elektróda felületi lerakódásgátlás

In the indirect antifouling of electrode surfaces, the ultrasonic power is delivered to the liquid near the electrode. This liquid adsorbs the ultrasonic power and transmits a fraction of this power to the electrode surface, where the resulting ultrasonic cavitation removes fouling layers. In general, this indirect method is “line of sight” in nature; that is, there must be direct access to the contaminated surface for it to be effective.

Közvetlen elektróda felületi lerakódásgátlás

A Hielscher Ultrasonics egyedülálló ultrahangos kialakítást kínál az elektródák közvetlen keverésére. Ebben a kialakításban az ultrahangos rezgések közvetlenül az elektródához kapcsolódnak. Ezért az ultrahangos teljesítményt a nedvesített elektróda felületére szállítják, ahol a felülettel érintkező felületi gyorsulás és összeomló kavitációs buborékok nagynyomású folyadéksugarat biztosítanak a felületre. Az ultrahangos jetting jó módszer a szennyeződések elkerülésére és eltávolítására.

Tények, amelyeket érdemes tudni

Az ultrahangos keverés egyéb lehetséges hatásai az elektrokémiai rendszerre a következők:

1. a hidrodinamika és a tömegszállítás javítása;
2. befolyásolja a koncentrációgradienseket és a kinetikai rendszerek váltását a mechanizmusra és a reakciótermékekre gyakorolt hatással;
3. az elektrokémiailag előállított közbenső fajok reakcióinak szonokémiai aktiválása; és
4. Olyan fajok szonokémiai előállítása, amelyek elektrokémiailag reagálnak olyan körülmények között, ahol a csendes rendszer nem elektrokémiailag aktív.

Az elektróda elszennyeződésének típusai

A hidrofil kölcsönhatásokból eredő szennyeződés általában visszafordíthatóbb, mint a hidrofób kölcsönhatásokból eredő szennyeződés. A hidrofób felületű elektródák, például a szénalapú elektródák elősegíthetik a hidrofób komponensekkel, például aromás vegyületekkel, telített vagy alifás vegyületekkel vagy fehérjékkel rendelkező szennyeződést. A biológiai makromolekulák, például fehérjék és más biológiai anyagok, sejtek, sejtfragmensek vagy DNS? RNS elektróda felületi szennyeződést is okozhatnak.