Elektrodu virsmas apaugšana ir nopietna problēma daudzos elektroķīmiskajos ražošanas procesos un elektroķīmiskajos sensoros. Elektrodu apaugšana var ietekmēt elektroķīmiskās šūnas veiktspēju un energoefektivitāti. Ultrasonication ir efektīvs līdzeklis, lai izvairītos no elektrodu apaugšanas un novērstu to.

Elektrodu apaugšana samazina elektrolītu fizisko saskari ar elektrodu elektrona pārnesei uz elektronu pārnesi un tādējādi samazina elektroķīmiskās reakcijas ātrumu. Bieži fouling aģents ievēro dažas strukturālās īpašības uz elektroda virsmas, kā rezultātā hidrofīlo, hidrofobs, vai elektrostatisko mijiedarbību starp fouling aģents un elektroda virsmas.

Pretapaugšanas metodes ietver virsmas modifikāciju vai pārklājumu ar polimēriem vai oglekļa bāzes materiāliem, piemēram, oglekļa nanocaurulēm vai grafēnu, ņemot vērā to lielo virsmas laukumu, elektro katalītisko īpašības un pretapaugšanas pretestību. Alternatīvi, metāla nanodaļiņas var būt pretapsūtīšanās īpašības apvienojumā ar elektro katalītisko īpašības un augstu elektrisko vadītspēju.

Ultraskaņas mehāniskā sakratīšana ir alternatīva pretapjaukšanās metode.

Ultraskaņas uzbudinājums pretapaugšanas gadījumā izmanto augstfrekvences augstas intensitātes skaņas viļņus šķidrumā, lai atvieglotu vai uzlabotu apaugšanas aģentu noņemšanu no virsmām, kas iegremdētas ultrasoniski aktivizētā šķidrumā. Ultraskaņas elektrodu virsmas tīrīšana ir tehnoloģija, kas ir unikāla tās spējā noņemt netīrumiem no elektrodu virsmām. Ultraskaņas tīrīšanas tehnoloģija spēj iekļūt un tīrīt jebkuru samitrinātu elektroda virsmu, ieskaitot aklos caurumus, pavedienus, virsmas kontūras.
Prasības pēc uzlabotas elektrodu virsmas tīrības ir virzījušas ultraskaņas uzbudinājuma tehnoloģijas attīstību. Šodien elektrodus ir iespējams mehāniski sakratīt ultraskaņas frekvencē vai sakratīt šķidrumu pie elektroda netiešai elektroda virsmas tīrīšanai.

Netiešā elektrodu virsmas pretapjaukšanās

Netiešā elektrodu virsmu pretapjaukšanās procesā ultraskaņas jauda tiek piegādāta uz šķidrumu pie elektroda. Šis šķidrums adsorbē ultraskaņas jaudu un pārraida daļu no šīs jaudas uz elektroda virsmu, kur iegūtā ultraskaņas kavitācija noņem netīrības slāņus. Kopumā šī netiešā metode ir "redzes līnija" dabā; t.i., lai tā būtu efektīva, tai jābūt tiešai piekļuvei piesārņotai virsmai.

Tiešā elektrodu virsmas pretapsūgšanās

Hielscher Ultrasonics piedāvā unikālu ultraskaņas dizainu, lai tieši sakratītu elektrodus. Šajā dizainā ultraskaņas vibrācijas tiek savienotas tieši elektrodā. Tāpēc ultraskaņas jauda tiek piegādāta uz samitrināta elektroda virsmas, kur virsmas paātrinājums un kavitācijas burbuļu sabrukšana saskarē ar virsmu nodrošina augstspiediena šķidruma strūklu pret virsmu. Ultraskaņas jetting ir laba metode, lai izvairītos no apaugšanas slāņiem un tos noņemtu.

Fakti ir vērts zināt

Citas iespējamās ultraskaņas sakratīšanas ietekmes uz elektroķīmisko sistēmu ietver:

1. uzlabot hidrodinamiku un masas transportēšanu;
2. ietekmē koncentrācijas gradientus un kinētisko režīmu pārslēgšanu, ietekmējot mehānismus un reakcijas produktus;
3. vidējas elektroķīmiski izraisītu starpsumu reakciju sonoķīmiskā aktivācija; Un
4. to sugu sonoķīmiskā ražošana, kas reaģē elektroķīmiski apstākļos, kad klusā sistēma nav elektroķīmiski aktīva.

Veidi Elektrodu fouling

Hidrofīlas mijiedarbības rezultātā radušies apaugšana parasti ir atgriezeniskāka nekā hidrofobās mijiedarbības rezultātā radušies apaugšana. Elektrodi ar vairāk hidrofobām virsmām, piemēram, uz oglekļa bāzes balstīti elektrodi, var veicināt aizsērēšanu, kam pieder hidrofobās sastāvdaļas, piemēram, aromātiskie savienojumi, piesātināti vai alifātiski savienojumi vai olbaltumvielas. Bioloģiskās makromolekulas, piemēram, olbaltumvielas un citi bioloģiskie materiāli, šūnas, šūnu fragmenti vai DNS/RNS var izraisīt arī elektrodu virsmas aizsērēšanu.