Էլեկտրոդի մակերևութային աղտոտման լուծում

Էլեկտրոդի մակերևույթի աղտոտումը լուրջ խնդիր է էլեկտրաքիմիական արտադրության բազմաթիվ գործընթացներում և էլեկտրաքիմիական սենսորների համար: Էլեկտրոդների աղտոտումը կարող է ազդել էլեկտրաքիմիական բջիջի աշխատանքի և էներգաարդյունավետության վրա: Ultrasonication-ը արդյունավետ միջոց է էլեկտրոդների աղտոտումը խուսափելու և հեռացնելու համար:

Էլեկտրոդի աղտոտումը նվազեցնում է էլեկտրոլիտի ֆիզիկական շփումը էլեկտրոդի հետ էլեկտրոնի փոխանցման համար և, հետևաբար, այն նվազեցնում է էլեկտրաքիմիական ռեակցիայի արագությունը: Հաճախ աղտոտող նյութը կպչում է էլեկտրոդի մակերևույթի որոշակի կառուցվածքային առանձնահատկություններին՝ աղտոտող նյութի և էլեկտրոդի մակերեսի հիդրոֆիլ, հիդրոֆոբ կամ էլեկտրաստատիկ փոխազդեցությունների արդյունքում:

Հակակեղտոտման մեթոդները ներառում են մակերևույթի ձևափոխում կամ ծածկում պոլիմերներով կամ ածխածնի վրա հիմնված նյութերով, ինչպիսիք են ածխածնային նանոխողովակները կամ գրաֆենը, իրենց մեծ մակերեսի, էլեկտրակատալիտիկ հատկությունների և աղտոտման դիմադրության պատճառով: Որպես այլընտրանք, մետաղական նանոմասնիկները կարող են ունենալ հակակեղտոտող հատկություններ՝ զուգորդված էլեկտրակատալիտիկ հատկությունների և բարձր էլեկտրական հաղորդունակության հետ:

Ուլտրաձայնային մեխանիկական գրգռումը այլընտրանքային հակակեղտոտման մեթոդ է:

Հակակեղտոտման համար ուլտրաձայնային հուզումն օգտագործում է բարձր հաճախականության, բարձր ինտենսիվության ձայնային ալիքներ հեղուկի մեջ՝ հեշտացնելու կամ ուժեղացնելու համար աղտոտող նյութերի հեռացումը ուլտրաձայնային ակտիվացված հեղուկի մեջ ընկղմված մակերեսներից: Էլեկտրոդների մակերեսի ուլտրաձայնային մաքրումը եզակի տեխնոլոգիա է էլեկտրոդների մակերեսից աղտոտող նյութերը հեռացնելու ունակությամբ: Ուլտրաձայնային մաքրման տեխնոլոգիան ի վիճակի է ներթափանցել և մաքրել ցանկացած թրջված էլեկտրոդի մակերես, ներառյալ կույր անցքերը, թելերը, մակերեսի եզրագծերը:
Էլեկտրոդների մակերևույթի մաքրության բարելավման պահանջները դրդել են ուլտրաձայնային գրգռման տեխնոլոգիայի զարգացմանը: Այսօր հնարավոր է էլեկտրոդները մեխանիկորեն խառնել ուլտրաձայնային հաճախականությամբ կամ էլեկտրոդի մոտ հեղուկը խառնել էլեկտրոդի մակերեսի անուղղակի մաքրման համար:

Անուղղակի էլեկտրոդի մակերևույթի հակաֆուլինգ

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.

Ուղղակի էլեկտրոդի մակերևույթի հակաֆուլինգ

Hielscher Ultrasonics-ն առաջարկում է եզակի ուլտրաձայնային դիզայն՝ էլեկտրոդներն ուղղակիորեն խառնելու համար: Այս դիզայնում ուլտրաձայնային թրթռումները միացվում են անմիջապես էլեկտրոդի մեջ: Հետևաբար, ուլտրաձայնային հզորությունը մատակարարվում է թրջված էլեկտրոդի մակերեսին, որտեղ մակերևույթի արագացումը և փլուզվող կավիտացիոն փուչիկները, որոնք շփվում են մակերեսի հետ, ապահովում են հեղուկի բարձր ճնշման շիթ մակերևույթի դեմ: Ուլտրաձայնային շիթը լավ մեթոդ է աղտոտված շերտերից խուսափելու և հեռացնելու համար:

Փաստեր, որոնք արժե իմանալ

Էլեկտրաքիմիական համակարգի վրա ուլտրաձայնային գրգռման այլ հնարավոր ազդեցությունները ներառում են.

1. բարելավել հիդրոդինամիկան և զանգվածային տրանսպորտը;
2. ազդել կոնցենտրացիայի գրադիենտների և կինետիկ ռեժիմների փոփոխման վրա՝ ազդելով մեխանիզմների և ռեակցիայի արտադրանքների վրա.
3. Էլեկտրաքիմիական եղանակով առաջացած միջանկյալ տեսակների ռեակցիաների սոնոքիմիական ակտիվացում. և
4. տեսակների սոնոքիմիական արտադրություն, որոնք արձագանքում են էլեկտրաքիմիական եղանակով այն պայմաններում, երբ լուռ համակարգը էլեկտրաքիմիապես ակտիվ չէ:

Էլեկտրոդների աղտոտման տեսակները

Հիդրոֆիլ փոխազդեցությունների արդյունքում առաջացող աղտոտումը ավելի շրջելի է, քան հիդրոֆոբ փոխազդեցությունների արդյունքում առաջացող աղտոտումը: Ավելի հիդրոֆոբ մակերեսներով էլեկտրոդները, ինչպիսիք են ածխածնի վրա հիմնված էլեկտրոդները, կարող են առաջացնել աղտոտում, որոնք ունեն հիդրոֆոբ բաղադրիչներ, ինչպիսիք են արոմատիկ միացությունները, հագեցած կամ ալիֆատիկ միացությունները կամ սպիտակուցները: Կենսաբանական մակրոմոլեկուլները, ինչպիսիք են սպիտակուցները և այլ կենսաբանական նյութերը, բջիջները, բջիջների բեկորները կամ ԴՆԹ/ՌՆԹ-ն, նույնպես կարող են առաջացնել էլեկտրոդների մակերեսի աղտոտում: