Riešenie znečistenia povrchu elektródy

Znečistenie povrchu elektród je vážnym problémom v mnohých elektrochemických výrobných procesoch a v elektrochemických senzoroch. Znečistenie elektród môže ovplyvniť výkon a energetickú účinnosť elektrochemického článku. Ultrazvuk je účinným prostriedkom na zabránenie a odstránenie znečistenia elektród.

Znečistenie elektródy znižuje fyzický kontakt elektrolytu s elektródou na prenos elektrónov, a tým znižuje rýchlosť elektrochemickej reakcie. Znečisťovadlo často priľne k určitým štrukturálnym vlastnostiam na povrchu elektródy v dôsledku hydrofilných, hydrofóbnych alebo elektrostatických interakcií medzi znečisťovacím prostriedkom a povrchom elektródy.

Metódy proti znečisteniu zahŕňajú povrchovú úpravu alebo poťahovanie polymérmi alebo materiálmi na báze uhlíka, ako sú uhlíkové nanotrubice alebo grafén, kvôli ich veľkej ploche, elektrokatalytickým vlastnostiam a odolnosti proti znečisteniu. Alternatívne môžu mať kovové nanočastice antivegetatívne vlastnosti v kombinácii s elektrokatalytickými vlastnosťami a vysokou elektrickou vodivosťou.

Ultrazvukové mechanické miešanie je alternatívna metóda proti znečisteniu.

Ultrazvukové miešanie na antivegetatívny prostriedok využíva vysokofrekvenčné zvukové vlny s vysokou intenzitou v kvapaline na uľahčenie alebo zlepšenie odstraňovania znečistísk z povrchov ponorených do ultrazvukom aktivovanej kvapaliny. Ultrazvukové čistenie povrchu elektród je technológia jedinečná svojou schopnosťou odstraňovať znečisťujúce látky z povrchov elektród. Technológia ultrazvukového čistenia je schopná preniknúť a vyčistiť akýkoľvek zvlhčený povrch elektródy vrátane slepých otvorov, závitov, povrchových obrysov.
Požiadavky na lepšiu čistotu povrchu elektród viedli k vývoju technológie ultrazvukového miešania. Dnes je možné elektródy miešať mechanicky pri ultrazvukovej frekvencii alebo miešať kvapalinu v blízkosti elektródy na nepriame čistenie povrchu elektródy.

Nepriama povrchová elektróda Antivegetatívna

Pri nepriamom antivegetatívnom pôsobení povrchov elektród sa ultrazvukový výkon dodáva do kvapaliny v blízkosti elektródy. Táto kvapalina adsorbuje ultrazvukový výkon a prenáša zlomok tohto výkonu na povrch elektródy, kde výsledná ultrazvuková kavitácia odstraňuje znečistené vrstvy. Vo všeobecnosti je táto nepriama metóda svojou povahou "priama viditeľnosť"; to znamená, že musí existovať priamy prístup ku kontaminovanému povrchu, aby bol účinný.

Antivegetatívny povrch priamej elektródy

Spoločnosť Hielscher Ultrasonics ponúka jedinečný ultrazvukový dizajn na priame miešanie elektród. V tomto prevedení sú ultrazvukové vibrácie spojené priamo s elektródou. Preto sa ultrazvuková energia dodáva na povrch zvlhčenej elektródy, kde povrchové zrýchlenie a kolabujúce kavitačné bubliny v kontakte s povrchom poskytujú vysokotlakový prúd tekutiny proti povrchu. Ultrazvukové tryskanie je dobrá metóda, ako sa vyhnúť a odstrániť znečistené vrstvy.

Fakty, ktoré stoja za to vedieť

Medzi ďalšie možné účinky ultrazvukového miešania na elektrochemický systém patria:

1. zlepšiť hydrodynamiku a hromadnú dopravu;
2. ovplyvniť koncentračné gradienty a prepínanie kinetických režimov s účinkom na mechanizmus a reakčné produkty;
3. sonochemická aktivácia reakcií medziproduktov, ktoré boli generované elektrochemicky; a
4. sonochemická produkcia druhov, ktoré reagujú elektrochemicky v podmienkach, keď tichý systém nie je elektrochemicky aktívny.

Typy znečistenia elektród

Znečistenie spôsobené hydrofilnými interakciami býva reverzibilnejšie ako znečistenie spôsobené hydrofóbnymi interakciami. Elektródy s hydrofóbnejšími povrchmi, ako sú elektródy na báze uhlíka, môžu podporovať znečistenie s hydrofóbnymi zložkami, ako sú aromatické zlúčeniny, nasýtené alebo alifatické zlúčeniny alebo proteíny. Biologické makromolekuly, ako sú proteíny a iné biologické materiály, bunky, bunkové fragmenty alebo DNA/RNA, môžu tiež spôsobiť znečistenie povrchu elektródy.