Zanášanie elektródového povrchu je vážnym problémom v mnohých elektrochemických výrobných procesoch a v elektrochemických senzoroch. Zanášanie elektród môže ovplyvniť výkon a energetickú účinnosť elektrochemických buniek. Ultrazvukom je účinný prostriedok, aby sa zabránilo a odstrániť elektródy zanášanie.

Zanášanie elektród znižuje fyzický kontakt elektrolytu s elektródou na prenos elektrónov, a tým znižuje rýchlosť elektrochemickej reakcie. Často zanášajúce činidlo dodržiava určité konštrukčné prvky na povrchu elektródy v dôsledku hydrofilných, hydrofóbnych alebo elektrostatických interakcií medzi zanášajúcim činidlom a povrchom elektródy.

Metódy proti zanášaniu zahŕňajú úpravu povrchu alebo povlak polymérmi alebo materiálmi na báze uhlíka, ako sú uhlíkové nanotrubice alebo grafén, vzhľadom na ich veľkú plochu, elektrokalatické vlastnosti a odolnosť voči zanášaniu. Alternatívne, kovové nanočastice môžu mať protifajčné vlastnosti v kombinácii s elektro-katalytickými vlastnosťami a vysokou elektrickou vodivosťou.

Ultrazvukové mechanické miešanie je alternatívna metóda proti zamiešania.

Ultrazvukový nepokoj pre antifouling používa vysokofrekvenčné, vysoko intenzívne zvukové vlny v kvapaline na uľahčenie alebo zvýšenie odstránenia zanášania z povrchov ponorených v ultrazvukom aktivovanej kvapaline. Ultrazvukové čistenie povrchu elektródy je technológia jedinečná vo svojej schopnosti odstrániť zanášacie činidlá z elektródových povrchov. Ultrazvuková čistiaca technológia je schopná preniknúť a vyčistiť akýkoľvek zmáčaný povrch elektródy, vrátane slepých otvorov, nití, povrchových obrysov.
Požiadavky na lepšiu čistotu povrchu elektródy poháňali vývoj ultrazvukovej technológie miešania. Dnes je možné mechanicky miešať elektródy pri ultrazvukovej frekvencii alebo pretrepať kvapalinu v blízkosti elektródy na nepriame čistenie povrchu elektródy.

Nepriame elektródy povrch antifouling

Pri nepriamom protifajčnení elektródových povrchov sa ultrazvukový výkon dodáva do kvapaliny v blízkosti elektródy. Táto kvapalina adsorbuje ultrazvukový výkon a prenáša zlomok tejto sily na povrch elektródy, kde výsledná ultrazvuková kavitácia odstraňuje zanášanie vrstiev. Vo všeobecnosti je táto nepriama metóda "zorná čiara" v prírode; to znamená, že musí existovať priamy prístup na kontaminovaný povrch, aby bol účinný.

Priamy povrch elektródy Antifouling

Hielscher Ultrazvukom ponúka jedinečný ultrazvukový dizajn pre agitat elektródy priamo. V tomto dizajne sú ultrazvukové vibrácie spojené priamo do elektródy. Ultrazvukový výkon sa preto dodáva na povrch navlhčeného elektródy, kde zrýchlenie povrchu a rúcajúce sa kavitačné bubliny v kontakte s povrchom poskytujú vysokotlakový prúd tekutiny proti povrchu. Ultrazvukové tryskanie je dobrá metóda, ako sa vyhnúť a odstrániť zanášanie vrstiev.

Fakty stojí za to vedieť

Ďalšie možné účinky ultrazvukového miešania na elektrochemický systém zahŕňajú:

1. zlepšiť hydrodynamiku a hromadnú dopravu;
2. ovplyvniť sklony koncentrácie a zmenu kinetických režimov s účinkom na mechanizmy a reakčné produkty;
3. sonochemická aktivácia reakcií medziproduktov, ktoré boli vytvorené elektrochemicky; A
4. sonochemická produkcia druhov, ktoré reagujú elektrochemicky v podmienkach, keď tichý systém nie je elektrochemicky aktívny.

Druhy elektródy zanášanie

Zanášanie vyplývajúce z hydrofilných interakcií má tendenciu byť reverzibilnejšie ako zanášanie vyplývajúce z hydrofóbnych interakcií. Elektródy s hydrofóbnymi povrchmi, ako sú elektródy na báze uhlíka, môžu podporovať zanášanie hydrofóbnych zložiek, ako sú aromatické zlúčeniny, nasýtené alebo alifatické zlúčeniny alebo bielkoviny. Biologické makromolekuly, ako sú bielkoviny a iné biologické materiály, bunky, bunkové fragmenty alebo DNA/RNA, môžu tiež spôsobiť zanášanie povrchu elektródy.