Решење за онечишћење површине електрода

Запрљање површине електрода је озбиљан проблем у многим електрохемијским производним процесима и у електрохемијским сензорима. Запрљање електрода може утицати на перформансе и енергетску ефикасност електрохемијске ћелије. Ултразвучна обрада је ефикасно средство за избегавање и уклањање запрљања електрода.

Запрљање електрода смањује физички контакт електролита са електродом за пренос електрона и самим тим смањује брзину електрохемијске реакције. Средство за обраштање често се пријања уз одређене структурне карактеристике на површини електроде као резултат хидрофилних, хидрофобних или електростатичких интеракција између средства за обраштање и површине електроде.

Методе против обраштања укључују модификацију површине или премазивање полимерима или материјалима на бази угљеника, као што су угљеничне наноцеви или графен, због њихове велике површине, електрокаталитичких својстава и отпорности на зарастање. Алтернативно, металне наночестице могу имати својства против обраштања у комбинацији са електро-каталитичким својствима и високом електричном проводљивошћу.

Ултразвучно механичко мешање је алтернативна метода против обраштања.

Ултразвучно мешање за спречавање обраштања користи високофреквентне звучне таласе високог интензитета у течности да би се олакшало или побољшало уклањање агенса обраштања са површина потопљених у течност активирану ултразвуком. Ултразвучно чишћење површине електрода је технологија јединствена по својој способности уклањања агенса запрљања са површина електрода. Технологија ултразвучног чишћења је у стању да продре и очисти било коју навлажену површину електроде, укључујући слепе рупе, навоје, контуре површине.
Захтеви за побољшаном чистоћом површине електрода довели су до развоја технологије ултразвучног мешања. Данас је могуће механички мешати електроде на ултразвучној фреквенцији или мешати течност у близини електроде за индиректно чишћење површине електроде.

Индиректна заштита површине електроде

У индиректном спречавању обраштања површина електрода, ултразвучна снага се испоручује течности близу електроде. Ова течност адсорбује ултразвучну снагу и преноси део те снаге на површину електроде, где резултујућа ултразвучна кавитација уклања слојеве нечистоћа. Уопштено говорећи, овај индиректни метод је по природи „линија вида“; односно мора постојати директан приступ контаминираној површини да би био ефикасан.

Заштита од обрастања површине директне електроде

Хиелсцхер Ултрасоницс нуди јединствени ултразвучни дизајн за директно мешање електрода. У овом дизајну, ултразвучне вибрације се спајају директно у електроду. Због тога се ултразвучна снага испоручује на влажну површину електроде, где површинско убрзање и колапс кавитационих мехурића у контакту са површином стварају млаз течности под високим притиском на површину. Ултразвучно млазирање је добар начин да се избегну и уклоне слојеви прљавштине.

Чињенице које вреди знати

Други могући ефекти ултразвучне агитације на електрохемијски систем укључују:

1. побољшати хидродинамику и масовни транспорт;
2. утичу на градијенте концентрације и промене кинетичких режима са утицајем на механизам и продукте реакције;
3. сонохемијска активација реакција интермедијарних врста које су генерисане електрохемијски; и
4. сонохемијска производња врста које реагују електрохемијски у условима у којима тихи систем није електрохемијски активан.

Врсте запрљања електрода

Прљање које је резултат хидрофилних интеракција има тенденцију да буде реверзибилније од онечишћења које је резултат хидрофобних интеракција. Електроде са више хидрофобних површина, као што су електроде на бази угљеника, могу да промовишу зарастање поседујући хидрофобне компоненте, као што су ароматична једињења, засићена или алифатична једињења или протеини. Биолошки макромолекули, као што су протеини и други биолошки материјали, ћелије, ћелијски фрагменти или ДНК/РНА, такође могу изазвати запрљање површине електрода.