전극 표면 오염에 대한 해결책
전극 표면 오염은 많은 전기화학 생산 공정과 전기화학 센서에서 심각한 문제입니다. 전극 오염은 전기화학 전지의 성능과 에너지 효율에 영향을 미칠 수 있습니다. 초음파는 전극 오염을 피하고 제거하는 효과적인 수단입니다.
전극 오염은 전해질과 전극의 물리적 접촉을 줄여 전극으로 전자를 전달하므로 전기화학 반응 속도가 감소합니다. 종종 오염제는 오염제와 전극 표면 사이의 친수성, 소수성 또는 정전기 상호 작용의 결과로 전극 표면의 특정 구조적 특징에 부착됩니다.
방오 방법에는 넓은 표면적, 전기 촉매 특성 및 오염 저항성으로 인해 폴리머 또는 탄소 나노튜브 또는 그래핀과 같은 탄소 기반 재료로 표면 변형 또는 코팅이 포함됩니다. 대안적으로, 금속 나노 입자는 전기 촉매 특성 및 높은 전기 전도성과 결합 된 방오 특성을 가질 수 있습니다.
초음파 기계적 교반은 대체 방오 방법입니다.
방오를 위한 초음파 교반은 액체에서 고주파, 고강도 음파를 사용하여 초음파로 활성화된 액체에 잠긴 표면에서 오염제의 제거를 촉진하거나 향상시킵니다. 초음파 전극 표면 세척은 전극 표면에서 오염제를 제거하는 능력이 있는 고유한 기술입니다. 초음파 세척 기술은 막힌 구멍, 나사산, 표면 윤곽을 포함한 젖은 전극 표면을 관통하여 청소할 수 있습니다.
향상된 전극 표면 청결도에 대한 요구는 초음파 교반 기술의 개발을 주도했습니다. 오늘날에는 초음파 주파수에서 전극을 기계적으로 교반하거나 간접 전극 표면 청소를 위해 전극 근처의 액체를 교반하는 것이 가능합니다.
간접 전극 표면 방오
전극 표면의 간접 방오에서 초음파 전력은 전극 근처의 액체로 전달됩니다. 이 액체는 초음파 전력을 흡착하고이 전력의 일부를 전극 표면으로 전달하며, 여기서 결과 초음파 캐비테이션은 오염 층을 제거합니다. 일반적으로 이 간접 방법은 본질적으로 "가시선"입니다. 즉, 오염된 표면에 직접 접근할 수 있어야 효과적입니다.
Sono-Electrochemistry에 적용하기 위한 초음파 전극(음극)
전극 오염은 전극에 점점 더 불침투성 층을 형성하는 오염제에 의한 전극 표면의 부동태화를 설명합니다. 종종 오염제는 전기화학 반응의 부산물입니다.
직접 전극 표면 방오
Hielscher 초음파는 전극을 직접 교반하는 독특한 초음파 설계를 제공합니다. 이 설계에서 초음파 진동은 전극에 직접 결합됩니다. 따라서 초음파 전력은 습식 전극 표면으로 전달되며, 여기서 표면과 접촉하는 표면 가속 및 붕괴 캐비테이션 기포는 표면에 대해 고압의 유체 제트를 제공합니다. 초음파 분사는 오염 층을 피하고 제거하는 좋은 방법입니다.
알아 둘 만한 가치가 있는 사실
전기 화학 시스템에 대한 초음파 교반의 다른 가능한 효과는 다음과 같습니다.
- 유체 역학 및 대량 수송을 개선하십시오.
- 농도 구배에 영향을 미치고 역학 및 반응 생성물에 영향을 미치는 역학 체제의 전환;
- 전기화학적으로 생성된 중간 종의 반응의 초음파 화학적 활성화; 그리고
- 침묵하는 시스템이 전기화학적으로 활성화되지 않은 조건에서 전기화학적으로 반응하는 종의 초음파 화학적 생산.
전극 오염의 종류
친수성 상호 작용으로 인한 오염은 소수성 상호 작용으로 인한 오염보다 더 가역적인 경향이 있습니다. 탄소 기반 전극과 같이 소수성 표면이 더 많은 전극은 방향족 화합물, 포화 또는 지방족 화합물 또는 단백질과 같은 소수성 성분을 소유하는 오염을 촉진할 수 있습니다. 단백질 및 기타 생물학적 물질, 세포, 세포 조각 또는 DNA/RNA와 같은 생물학적 거대분자도 전극 표면 오염을 유발할 수 있습니다.
고출력 2000W 초음파 음극 및/또는 양극(배치 설정)