Рішення для забруднення поверхні електродів

Забруднення поверхні електродів є серйозною проблемою в багатьох електрохімічних виробничих процесах і в електрохімічних датчиках. Забруднення електродами може вплинути на продуктивність та енергоефективність електрохімічного елемента. Ультразвук є ефективним засобом для уникнення та видалення забруднення електродами.

Забруднення електродом зменшує фізичний контакт електроліту з електродом для перенесення електронів і, отже, зменшує швидкість електрохімічної реакції. Часто обростаючий агент прилипає до певних структурних особливостей на поверхні електрода в результаті гідрофільних, гідрофобних або електростатичних взаємодій між обростаючим агентом і поверхнею електрода.

Методи протиобростання включають модифікацію поверхні або покриття полімерами або матеріалами на основі вуглецю, такими як вуглецеві нанотрубки або графен, завдяки їх великій площі поверхні, електрокаталітичним властивостям і стійкості до забруднення. Крім того, металеві наночастинки можуть мати необростаючі властивості в поєднанні з електрокаталітичними властивостями та високою електропровідністю.

Ультразвукове механічне перемішування є альтернативним методом протиобростання.

Ультразвукове перемішування для запобігання обростанню використовує високочастотні звукові хвилі високої інтенсивності в рідині для полегшення або посилення видалення обростаючих агентів з поверхонь, занурених в рідину, що активується ультразвуком. Ультразвукове очищення поверхні електродів – це унікальна за своєю здатністю видаляти обростаючі агенти з поверхонь електродів. Технологія ультразвукового очищення здатна проникнути і очистити будь-яку змочену поверхню електрода, включаючи глухі отвори, різьблення, контури поверхні.
Вимоги до покращеної чистоти поверхні електродів спонукали до розвитку технології ультразвукового перемішування. В даний час можна перемішувати електроди механічним способом на ультразвуковій частоті або перемішувати рідину біля електрода для непрямого очищення поверхні електрода.

Непряме обростання поверхні електрода

In the indirect antifouling of electrode surfaces, the ultrasonic power is delivered to the liquid near the electrode. This liquid adsorbs the ultrasonic power and transmits a fraction of this power to the electrode surface, where the resulting ultrasonic cavitation removes fouling layers. In general, this indirect method is “line of sight” in nature; that is, there must be direct access to the contaminated surface for it to be effective.

Пряме обростання поверхні електрода

Hielscher Ultrasonics пропонує унікальну ультразвукову конструкцію для безпосереднього перемішування електродів. У такій конструкції ультразвукові коливання пов'язані безпосередньо з електродом. Тому ультразвукова енергія подається на змочену поверхню електрода, де прискорення поверхні і колапсування кавітаційних бульбашок, що стикаються з поверхнею, забезпечують струмінь рідини під високим тиском об поверхню. Ультразвуковий струмінь є хорошим методом для уникнення та видалення шарів забруднення.

Факти, які варто знати

Інші можливі ефекти ультразвукового перемішування на електрохімічну систему включають:

1. удосконалювати гідродинаміку та масовий транспорт;
2. впливати на градієнти концентрації і перемикання кінетичних режимів з впливом на механізм і продукти реакції;
3. сонохимическая активація реакцій проміжних видів, що виникли електрохімічним шляхом; і
4. Сонохімічне виробництво видів, які реагують електрохімічно в умовах, коли безшумна система не є електрохімічно активною.

Види обростання електродами

Забруднення, що виникає в результаті гідрофільних взаємодій, має тенденцію бути більш оборотним, ніж забруднення, що виникає в результаті гідрофобних взаємодій. Електроди з більш гідрофобною поверхнею, такі як електроди на основі вуглецю, можуть сприяти забрудненню, володіючи гідрофобними компонентами, такими як ароматичні сполуки, насичені або аліфатичні сполуки або білки. Біологічні макромолекули, такі як білки та інші біологічні матеріали, клітини, фрагменти клітин або ДНК/РНК, також можуть спричинити забруднення поверхні електродів.