วิธีแก้ปัญหาการเปรอะเปื้อนของพื้นผิวอิเล็กโทรด
การเปรอะเปื้อนของพื้นผิวอิเล็กโทรดเป็นปัญหาร้ายแรงในกระบวนการผลิตไฟฟ้าเคมีจํานวนมากและในเซ็นเซอร์ไฟฟ้าเคมี การเปรอะเปื้อนของอิเล็กโทรดอาจส่งผลต่อประสิทธิภาพและประสิทธิภาพการใช้พลังงานของเซลล์ไฟฟ้าเคมี อัลตราโซนิกเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการหลีกเลี่ยงและขจัดคราบสกปรกของอิเล็กโทรด
การเปรอะเปื้อนของอิเล็กโทรดช่วยลดการสัมผัสทางกายภาพของอิเล็กโทรไลต์กับอิเล็กโทรดสําหรับการถ่ายโอนอิเล็กตรอนและด้วยเหตุนี้จึงช่วยลดความเร็วในการทําปฏิกิริยาทางเคมีไฟฟ้า บ่อยครั้งที่สารเปรอะเปื้อนยึดติดกับคุณสมบัติโครงสร้างบางอย่างบนพื้นผิวอิเล็กโทรดอันเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ที่ชอบน้ํา ไม่ชอบน้ํา หรือไฟฟ้าสถิตระหว่างสารเปรอะเปื้อนและพื้นผิวอิเล็กโทรด
วิธีการป้องกันการเปรอะปรก ได้แก่ การดัดแปลงพื้นผิวหรือการเคลือบด้วยโพลีเมอร์หรือวัสดุที่ใช้คาร์บอน เช่น ท่อนาโนคาร์บอนหรือกราฟีน เนื่องจากมีพื้นที่ผิวขนาดใหญ่ คุณสมบัติตัวเร่งปฏิกิริยาไฟฟ้า และความต้านทานการเปรอะเปื้อน อีกทางหนึ่งอนุภาคนาโนโลหะสามารถมีคุณสมบัติป้องกันการเปรอะเปื้อนรวมกับคุณสมบัติตัวเร่งปฏิกิริยาไฟฟ้าและการนําไฟฟ้าสูง
การกวนทางกลอัลตราโซนิกเป็นวิธีการป้องกันการเปรอะเปื้อนทางเลือก
การกวนอัลตราโซนิกสําหรับการป้องกันการเปรอะเปื้อนใช้คลื่นเสียงความถี่สูงและความเข้มสูงในของเหลวเพื่ออํานวยความสะดวกหรือเพิ่มการกําจัดสารเปรอะเปื้อนจากพื้นผิวที่จมอยู่ในของเหลวที่เปิดใช้งานด้วยอัลตราโซนิก การทําความสะอาดพื้นผิวอิเล็กโทรดอัลตราโซนิกเป็นเทคโนโลยีที่ไม่เหมือนใครในความสามารถในการขจัดสารเปรอะเปื้อนออกจากพื้นผิวอิเล็กโทรด เทคโนโลยีการทําความสะอาดอัลตราโซนิกสามารถเจาะและทําความสะอาดพื้นผิวอิเล็กโทรดเปียกรวมถึงรูตาบอดด้ายรูปทรงพื้นผิว
ความต้องการความสะอาดของพื้นผิวอิเล็กโทรดที่ดีขึ้นได้ผลักดันการพัฒนาเทคโนโลยีการกวนด้วยอัลตราโซนิก วันนี้เป็นไปได้ที่จะกวนอิเล็กโทรดด้วยกลไกที่ความถี่อัลตราโซนิกหรือกวนของเหลวใกล้อิเล็กโทรดเพื่อทําความสะอาดพื้นผิวอิเล็กโทรดทางอ้อม
พื้นผิวอิเล็กโทรดทางอ้อมป้องกันการเปรอะเปื้อน
ในการป้องกันการเปรอะเปื้อนทางอ้อมของพื้นผิวอิเล็กโทรดพลังงานอัลตราโซนิกจะถูกส่งไปยังของเหลวใกล้กับอิเล็กโทรด ของเหลวนี้ดูดซับพลังงานอัลตราโซนิกและส่งเศษเสี้ยวของพลังงานนี้ไปยังพื้นผิวอิเล็กโทรดซึ่งโพรงอากาศอัลตราโซนิกที่เกิดขึ้นจะขจัดชั้นเปรอะเปื้อน โดยทั่วไปวิธีการทางอ้อมนี้คือ “แนวสายตา” ในธรรมชาติ นั่นคือต้องสามารถเข้าถึงพื้นผิวที่ปนเปื้อนได้โดยตรงจึงจะมีประสิทธิภาพ
อิเล็กโทรดอัลตราโซนิก (แคโทด) สําหรับการใช้งานใน Sono-Electrochemistry
การเปรอะเปื้อนของอิเล็กโทรดอธิบายถึงการทู่ของพื้นผิวอิเล็กโทรดโดยสารเปรอะเปื้อนที่ก่อตัวเป็นชั้นที่ไม่สามารถซึมผ่านได้มากขึ้นบนอิเล็กโทรด บ่อยครั้งที่สารเปรอะเปื้อนเป็นผลพลอยได้จากปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมี
การป้องกันการเปรอะเปื้อนพื้นผิวอิเล็กโทรดโดยตรง
Hielscher Ultrasonics นําเสนอการออกแบบอัลตราโซนิกที่ไม่เหมือนใครเพื่อกวนอิเล็กโทรดโดยตรง ในการออกแบบนี้การสั่นสะเทือนของอัลตราโซนิกจะเชื่อมต่อเข้ากับอิเล็กโทรดโดยตรง ดังนั้นพลังงานอัลตราโซนิกจะถูกส่งไปยังพื้นผิวอิเล็กโทรดเปียกซึ่งความเร่งของพื้นผิวและฟองอากาศที่ยุบตัวเมื่อสัมผัสกับพื้นผิวจะให้ของเหลวแรงดันสูงกับพื้นผิว การพ่นอัลตราโซนิกเป็นวิธีที่ดีในการหลีกเลี่ยงและขจัดชั้นเปรอะเปื้อน
ข้อเท็จจริงที่ควรค่าแก่การรู้
ผลกระทบอื่น ๆ ที่เป็นไปได้ของการกวนอัลตราโซนิกต่อระบบไฟฟ้าเคมี ได้แก่ :
- ปรับปรุงอุทกพลศาสตร์และการขนส่งมวล
- ส่งผลต่อการไล่ระดับความเข้มข้นและการสลับระบอบการปกครองจลนศาสตร์ที่มีผลต่อกลไกและผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยา
- การกระตุ้นโซโนเคมีของปฏิกิริยาของสายพันธุ์กลางที่สร้างขึ้นด้วยไฟฟ้าเคมี และ
- การผลิตโซโนเคมีของสายพันธุ์ที่ทําปฏิกิริยาทางเคมีไฟฟ้าในสภาวะที่ระบบเงียบไม่ทํางานทางเคมีไฟฟ้า
ประเภทของการเปรอะเปื้อนของอิเล็กโทรด
การเปรอะเปื้อนที่เกิดจากปฏิกิริยาที่ชอบน้ํามีแนวโน้มที่จะย้อนกลับได้มากกว่าการเปรอะเปื้อนที่เกิดจากปฏิกิริยาที่ไม่ชอบน้ํา อิเล็กโทรดที่มีพื้นผิวที่ไม่ชอบน้ํามากกว่า เช่น อิเล็กโทรดที่ใช้คาร์บอนสามารถส่งเสริมการเปรอะเปื้อนที่มีส่วนประกอบที่ไม่ชอบน้ํา เช่น สารประกอบอะโรมาติก สารอิ่มตัวหรืออะลิฟาติก หรือโปรตีน โมเลกุลขนาดใหญ่ทางชีวภาพ เช่น โปรตีนและวัสดุชีวภาพอื่นๆ เซลล์ ชิ้นส่วนเซลล์ หรือ DNA/RNA อาจทําให้เกิดการเปรอะเปื้อนของพื้นผิวอิเล็กโทรดได้เช่นกัน
แคโทดอัลตราโซนิกพลังงานสูง 2000 วัตต์และ? หรือขั้วบวกในการตั้งค่าแบทช์