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流體動力學(xué)伏安法-原理簡介

發(fā)布時間：

2023-10-30

電化學(xué)反應(yīng)是包含電活性物質(zhì)在溶液中的傳質(zhì)過程，及其在電極表面上的電子轉(zhuǎn)移過程的溶液(液相)和電極(圖相)的界面上的非均相反應(yīng)。流經(jīng)工作電極的電流大小反映了電極表面上的反應(yīng)速率。支配反應(yīng)的速率的因素主要有三個:
1)反應(yīng)物質(zhì)通過傳質(zhì)遷移到電極表面上(傳質(zhì)方法和傳質(zhì)速率)
2)在電極表面上的電子轉(zhuǎn)移反應(yīng) (電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)速率)
3)產(chǎn)物從電極表面擴(kuò)散傳質(zhì)

電極反應(yīng)速率(電流)主要受電荷轉(zhuǎn)移和質(zhì)量傳輸速率的影響，并由反應(yīng)速率最慢的過程決定。了解電極性能及控制過程是非常重要的。例如，如果燃料電池用催化劑本身的活性足夠高(電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)快)，只需將電極結(jié)構(gòu)設(shè)計改良成高速傳質(zhì)(氣體擴(kuò)散)電極(GDE)，即能大幅度提高電池性能。
使用旋轉(zhuǎn)圓盤電極(RDE) 系統(tǒng)可以控制1 和 3) 傳質(zhì)過程的速率，使電極活性2)有足夠的再現(xiàn)性來進(jìn)行定量分析。
圓環(huán)電極與圓盤電極組合的旋轉(zhuǎn)環(huán)盤電極(RRDE) 測量可幫助檢測RDE的反應(yīng)產(chǎn)物，它們的中間體等，因此可對反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行詳細(xì)分析。
在此技術(shù)說明中，雖然省略了詳細(xì)的理論公式和分析的方法，主要對RDE& RRDE測量，比如RDE& RRDE測量所需要的裝置RDE & RRDE測量的基本實驗方法進(jìn)行了說明。此外，還對穩(wěn)態(tài)極限擴(kuò)散電流數(shù)據(jù)的取得，以及Levich圖和 Kouteck-Levich圖的制圖方法進(jìn)行了簡要介紹