Giải pháp cho sự bám bẩn trên bề mặt điện cực

Bám bẩn bề mặt điện cực là một vấn đề nghiêm trọng trong nhiều quy trình sản xuất điện hóa và trong các cảm biến điện hóa. Sự bám bẩn điện cực có thể ảnh hưởng đến hiệu suất và hiệu quả năng lượng của một tế bào điện hóa. Ultrasonication là một phương tiện hiệu quả để tránh và loại bỏ điện cực bẩn.

Sự bám bẩn điện cực làm giảm sự tiếp xúc vật lý của chất điện phân với điện cực để truyền electron đến và do đó nó làm giảm tốc độ phản ứng điện hóa. Thông thường, tác nhân bám dính vào các đặc điểm cấu trúc nhất định trên bề mặt điện cực do tương tác ưa nước, kỵ nước hoặc tĩnh điện giữa tác nhân bám bẩn và bề mặt điện cực.

Các phương pháp chống bám bẩn bao gồm biến đổi bề mặt hoặc phủ bằng polyme hoặc vật liệu dựa trên carbon, chẳng hạn như ống nano carbon hoặc graphene, do diện tích bề mặt lớn, đặc tính xúc tác điện và khả năng chống bám bẩn. Ngoài ra, các hạt nano kim loại có thể có đặc tính chống bám bẩn kết hợp với tính chất xúc tác điện và độ dẫn điện cao.

Kích động cơ học siêu âm là một phương pháp chống bám bẩn thay thế.

Kích động siêu âm để chống bám bẩn sử dụng sóng âm thanh tần số cao, cường độ cao trong chất lỏng để tạo điều kiện hoặc tăng cường loại bỏ các tác nhân gây ô nhiễm từ các bề mặt chìm trong chất lỏng kích hoạt siêu âm. Làm sạch bề mặt điện cực siêu âm là một công nghệ độc đáo trong khả năng loại bỏ các tác nhân bám bẩn khỏi bề mặt điện cực. Công nghệ làm sạch siêu âm có thể thâm nhập và làm sạch bất kỳ bề mặt điện cực ướt nào, bao gồm lỗ mù, ren, đường viền bề mặt.
Nhu cầu cải thiện độ sạch bề mặt điện cực đã thúc đẩy sự phát triển của công nghệ khuấy siêu âm. Ngày nay có thể khuấy trộn các điện cực một cách cơ học ở tần số siêu âm hoặc khuấy động chất lỏng gần điện cực để làm sạch bề mặt điện cực gián tiếp.

Chống bám bẩn bề mặt điện cực gián tiếp

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.

Chống bám bẩn bề mặt điện cực trực tiếp

Hielscher Ultrasonics cung cấp một thiết kế siêu âm độc đáo để khuấy điện cực trực tiếp. Trong thiết kế này, các rung động siêu âm được ghép trực tiếp vào điện cực. Do đó, năng lượng siêu âm được cung cấp cho bề mặt điện cực ướt, nơi gia tốc bề mặt và bong bóng xâm thực sụp đổ tiếp xúc với bề mặt cung cấp một tia chất lỏng áp suất cao chống lại bề mặt. Siêu âm phun là phương pháp tốt để tránh và loại bỏ các lớp bẩn.

Sự thật đáng biết

Các hiệu ứng có thể có khác của kích động siêu âm trên một hệ thống điện hóa bao gồm:

1. cải thiện thủy động lực học và vận tải khối lượng;
2. ảnh hưởng đến gradient nồng độ và chuyển đổi chế độ động học có ảnh hưởng đến cơ chế và sản phẩm phản ứng;
3. kích hoạt sonochemical các phản ứng của các loài trung gian đã được tạo ra bằng điện hóa; và
4. Sản xuất sonochemical của các loài phản ứng điện hóa trong điều kiện hệ thống im lặng không hoạt động điện hóa.

Các loại ô nhiễm điện cực

Sự bám bẩn do tương tác ưa nước có xu hướng đảo ngược hơn so với bám bẩn do tương tác kỵ nước. Các điện cực có bề mặt kỵ nước hơn, chẳng hạn như điện cực gốc carbon có thể thúc đẩy sự bám bẩn sở hữu các thành phần kỵ nước, chẳng hạn như các hợp chất thơm, hợp chất bão hòa hoặc aliphatic hoặc protein. Các đại phân tử sinh học, chẳng hạn như protein và các vật liệu sinh học khác, tế bào, mảnh tế bào hoặc DNA? RNA cũng có thể gây ra sự bám bẩn bề mặt điện cực.