Fauliranje površine elektroda je ozbiljan problem u mnogim procesima proizvodnje elektrohemije i kod elektrohemijskih senzora. Fauliranje elektroda može uticati na performanse i energetsku efikasnost elektrohemijske ćelije. Ultrazvučnost je efikasno sredstvo da se izbegne i ukloni fauliranje elektroda.

Fauliranje elektroda smanjuje fizički kontakt elektrolita elektrodom za prenos elektrona i otuda smanjuje brzinu elektrohemijske reakcije. Često se agens za fauliranje pridržava određenih strukturnih karakteristika na površini elektrode kao rezultat hidrofilnih, hidrofobnih ili elektrostatičkih interakcija između agensa za fauliranje i površine elektroda.

Antifouling metode uključuju površinsku modifikaciju ili premazivanje polimerima ili materijalima na bazi ugljenika, kao što su ugljenični nanocevi ili grafen, zbog njihove velike površine, elektro-katalitičkih svojstava i otpornosti na fauliranje. Alternativno, metalik nanočestice mogu imati antifouling svojstva u kombinaciji sa elektro-katalitičkim svojstvima i visokom električnom provodljivošću.

Ultrazvučna mehanička agitacija je alternativni antifouling metod.

Ultrazvučna agitacija za antifouling koristi zvučne talase visokog intenziteta u tečnosti kako bi olakšala ili poboljšala uklanjanje agensa za fauliranje sa površina potopljenih u ultrazvučno aktiviranu tečnost. Ultrazvučno čišćenje površine elektroda je tehnologija jedinstvena po svojoj sposobnosti da ukloni prljave agense sa elektrodnih površina. Ultrazvučna tehnologija čišćenja je u stanju da prodre i očisti svaku modrušnu elektrodnu površinu, uključujući slepe rupe, konture, površinske konture.
Zahtevi za poboljšanjem čistoće površine elektroda podstakli su razvoj tehnologije ultrazvučne agitacije. Danas je moguće agitovati elektrode mehanički na ultrazvučnom frekvenciji ili agitovati tečnost u blizini elektrode za indirektno čišćenje površine elektroda.

Indirektna elektrodna površina Antifouling

U indirektnom antifoulingu elektrodnih površina, ultrazvučna snaga se isporučuje tečnosti blizu elektrode. Ova tečnost adsorbs ultrazvučna snaga i prenosi delić ove snage na elektrodnu površinu, gde dobijena ultrazvučna kavitacija uklanja slojeve faula. Generalno gledano, ovaj indirektni metod je "linija vida" u prirodi; to je, mora postojati direktan pristup kontaminiranoj površini da bi ona bila efikasna.

Antifouling površine direktne elektrode

Hielscher Ultrasonics nudi jedinstveni ultrazvučni dizajn za direktno agitovanje elektroda. U ovom dizajnu, ultrazvučne vibracije su povezane direktno u elektrodu. Stoga se ultrazvučna snaga isporučuje na mokre elektrodne površine, gde površinsko ubrzanje i urušavanje mehurića kavitacije u kontaktu sa površinom obezbeđuju mlaznjak tečnosti visokog pritiska u odnosu na površinu. Ultrazvučno mlaznjenje je dobar metod da se izbegnu i uklone slojevi faula.

Чињенице вреди знати

Drugi mogući efekti ultrazvučne agitacije na elektrohemijski sistem uključuju:

1. poboljšanje hidrodinamike i masovnog transporta;
2. utiču na prelive koncentracije i prebacivanje kinetičkih režima sa efektom na mehanizme i proizvode za reakciju;
3. sonohemijsko aktiviranje reakcija posredničkih vrsta koje su generisane elektrohemijski; I
4. sonohemijska proizvodnja vrsta koje elektrohemijski reaguju u uslovima kada tihi sistem nije elektrohemijski aktivan.

Tipovi elektroda fauliranje

Fauliranje nastalo zbog hidrofilnih interakcija ima tendenciju da bude reverzibilnije od faula koji je rezultat hidrofobnih interakcija. Elektrode sa više hidrofobnih površina, kao što su elektrode na bazi ugljenika mogu da promovišu fauliranje posedovanjem hidrofobnih komponenti, kao što su aromatična jedinjenja, zasićena ili alifatična jedinjenja ili proteini. Biološke makromolekule, kao što su proteini i drugi biološki materijali, ćelije, delovi ćelija ili DNK/RNK takođe mogu da izazovu fauliranje površine elektrode.