入门级电化学工作站实现功能的合理化
时间:2020-3-20
阅读:764
工作电极和参比电极都是电化学电解池里的组成部分,入门级电化学工作站通过向辅助电极或对电极中注入电流来控制工作电极和参比电极两者间的电位差,工作电极是电压受控恒定、电流可测量的一类电极。
在很多的物理电化学实验中,工作电极通常采用惰性材料,比如金,铂或者玻碳。在这些例子中,工作电极仅作为表面为电化学反应的发生提供场所。流经参比电极的电流会改变它的电势。在实际应用中,所有静电计的输入电流几乎无限接近零,因此上述的现象通常可以忽略,带宽和输入阻抗,带宽表征的是当静电计被一个低阻抗源驱动时,其可测得的AC频率,静电计的带宽必须高于电化学工作站中其他电子组成部分的带宽。
电化学工作站用工作电极,工作感应电极,对电极及参比电极导线与一个测试电解池相连,工作电极是用于学习电化学过程的电极,电解池内部的电势通过参比和工作感应电极进行测定 ,流经两个感应电极的电流进行了小化。大电流了入门级电化学工作站的电流上限,跟外加电流和测试电流有关,控制放大器不能驱动更多的电流进入电解池,相反地,I/E转换器不能测量比大电流更高的电流值。
在实际中,采用大量可跨越几个数量级的不同的可切换电阻器,每一个电阻器决定了一个电流量程,越敏感的量程需要越多的电阻器。电化学工作站的活性碳具有吸附性能优异、电极结构 灵活等特点,在电容器产业化进程中被广泛使用,有机电解液对超级电容器的容量、内阻、温度特性等性能有着重要影响。
电化学工作站采用在涂覆铜膜或铂膜的电解质上电镀铜的方法制备出了离子阻塞电极,可获得900℃左右时的电子电导数据,采用高温玻璃结合Pt片达到密封和阻塞电极的目的,从而测试出混合导体中的电子电导。其中一端为可逆电极,另一端为离子阻塞电极。测量时,在电池上加入一个低于电解质分解电压的电势,起初电子与离子都参与传导,当离子扩散至不可逆电极界 面时,受到阻塞被挡回,因不可逆电极无离子源,故离子流很快下降,当电位梯度产生的离子流和因浓度梯度引起的化学扩散离 子流相等时,此时电流只剩下电子传导部分,过程逐渐达到稳态。