Fouling permukaan elektroda adalah masalah serius dalam banyak proses produksi elektrokimia dan sensor elektrokimia. Fouling elektroda dapat mempengaruhi kinerja dan efisiensi energi sel elektrokimia. Ultrasonication adalah cara yang efektif untuk menghindari dan menghilangkan fouling elektroda.

Fouling elektroda mengurangi kontak fisik elektrolit dengan elektroda untuk transfer elektron ke dan karenanya mengurangi kecepatan reaksi elektrokimia. Seringkali agen fouling mematuhi fitur struktural tertentu pada permukaan elektroda sebagai akibat dari interaksi hidrofilik, hidrofobik, atau elektrostatik antara agen fouling dan permukaan elektroda.

Metode antifouling termasuk modifikasi permukaan atau lapisan dengan polimer atau bahan berbasis karbon, seperti nanotube karbon atau graphene, karena luas permukaannya yang luas, sifat elektro-kataltik, dan ketahanan fouling. Atau, nanopartikel logam dapat memiliki sifat antifouling yang dikombinasikan dengan sifat elektro-katalitik dan konduktivitas listrik yang tinggi.

Ultrasonic agitasi mekanik adalah metode antifouling alternatif.

Agitasi ultrasonik untuk antifouling menggunakan frekuensi tinggi, gelombang suara intensitas tinggi dalam cairan untuk memfasilitasi atau meningkatkan penghapusan agen fouling dari permukaan yang terendam dalam cairan ultrasonically diaktifkan. Pembersihan permukaan elektroda ultrasonik adalah teknologi yang unik dalam kemampuannya untuk menghilangkan agen fouling dari permukaan elektroda. Teknologi pembersihan ultrasonik mampu menembus dan membersihkan permukaan elektroda yang dibasahi, termasuk lubang buta, benang, kontur permukaan.
Tuntutan untuk meningkatkan kebersihan permukaan elektroda telah mendorong pengembangan teknologi agitasi ultrasonik. Hari ini dimungkinkan untuk agitate elektroda secara mekanis pada frekuensi ultrasonik atau untuk agitate cairan dekat elektroda untuk pembersihan permukaan elektroda tidak langsung.

Antifouling Permukaan Elektroda Tidak Langsung

Dalam antifouling tidak langsung dari permukaan elektroda, kekuatan ultrasonik dikirim ke cairan dekat elektroda. Ini adsorbs cair kekuatan ultrasonik dan mengirimkan sebagian kecil dari kekuatan ini ke permukaan elektroda, di mana kavitasi ultrasonik yang dihasilkan menghilangkan lapisan fouling. Secara umum, metode tidak langsung ini adalah "garis pandang" di alam; yaitu, harus ada akses langsung ke permukaan yang terkontaminasi agar efektif.

Antifouling Permukaan Elektroda Langsung

Hielscher Ultrasonics menawarkan desain ultrasonik yang unik untuk agitate elektroda secara langsung. Dalam desain ini, getaran ultrasonik digabungkan langsung ke elektroda. Oleh karena itu daya ultrasonik dikirim ke permukaan elektroda yang dibasahi, di mana akselerasi permukaan dan gelembung kavitasi runtuh bersentuhan dengan permukaan memberikan jet tekanan tinggi cairan ke permukaan. Ultrasonic jetting adalah metode yang baik untuk menghindari dan menghapus lapisan fouling.

Fakta-fakta yang Patut Diketahui

Efek lain yang mungkin dari agitasi ultrasonik pada sistem elektrokimia termasuk:

1. meningkatkan hidrodinamika dan transportasi massal;
2. mempengaruhi gradien konsentrasi dan peralihan rezim kinetik dengan efek pada mekanisme dan produk reaksi;
3. aktivasi sonokimia reaksi spesies menengah yang telah dihasilkan secara elektrokimia; Dan
4. produksi sonokimia spesies yang bereaksi elektrokimia dalam kondisi di mana sistem senyap tidak aktif secara elektrokimia.

Jenis Electrode Fouling

Fouling yang dihasilkan dari interaksi hidrofilik cenderung lebih dapat dibalik daripada fouling yang dihasilkan dari interaksi hidrofobik. Elektroda dengan permukaan hidrofobik yang lebih banyak, seperti elektroda berbasis karbon dapat mempromosikan fouling yang memiliki komponen hidrofobik, seperti senyawa aromatik, senyawa jenuh atau aliphatik, atau protein. Makromolekul biologis, seperti protein dan bahan biologis lainnya, sel, fragmen sel, atau DNA/RNA dapat menyebabkan fouling permukaan elektroda juga.