入門級電化學工作站實現(xiàn)功能的合理化
工作電極和參比電極都是電化學電解池里的組成部分,入門級電化學工作站通過向輔助電極或?qū)﹄姌O中注入電流來控制工作電極和參比電極兩者間的電位差,工作電極是電壓受控恒定、電流可測量的一類電極。
在很多的物理電化學實驗中,工作電極通常采用惰性材料,比如金,鉑或者玻碳。在這些例子中,工作電極僅作為表面為電化學反應的發(fā)生提供場所。流經(jīng)參比電極的電流會改變它的電勢。在實際應用中,所有靜電計的輸入電流幾乎無限接近零,因此上述的現(xiàn)象通??梢院雎?,帶寬和輸入阻抗,帶寬表征的是當靜電計被一個低阻抗源驅(qū)動時,其可測得的AC頻率,靜電計的帶寬必須高于電化學工作站中其他電子組成部分的帶寬。
電化學工作站用工作電極,工作感應電極,對電極及參比電極導線與一個測試電解池相連,工作電極是用于學習電化學過程的電極,電解池內(nèi)部的電勢通過參比和工作感應電極進行測定 ,流經(jīng)兩個感應電極的電流進行了小化。大電流了入門級電化學工作站的電流上限,跟外加電流和測試電流有關(guān),控制放大器不能驅(qū)動更多的電流進入電解池,相反地,I/E轉(zhuǎn)換器不能測量比大電流更高的電流值。
在實際中,采用大量可跨越幾個數(shù)量級的不同的可切換電阻器,每一個電阻器決定了一個電流量程,越敏感的量程需要越多的電阻器。電化學工作站的活性碳具有吸附性能優(yōu)異、電極結(jié)構(gòu) 靈活等特點,在電容器產(chǎn)業(yè)化進程中被廣泛使用,有機電解液對超級電容器的容量、內(nèi)阻、溫度特性等性能有著重要影響。
電化學工作站采用在涂覆銅膜或鉑膜的電解質(zhì)上電鍍銅的方法制備出了離子阻塞電極,可獲得900℃左右時的電子電導數(shù)據(jù),采用高溫玻璃結(jié)合Pt片達到密封和阻塞電極的目的,從而測試出混合導體中的電子電導。其中一端為可逆電極,另一端為離子阻塞電極。測量時,在電池上加入一個低于電解質(zhì)分解電壓的電勢,起初電子與離子都參與傳導,當離子擴散至不可逆電極界 面時,受到阻塞被擋回,因不可逆電極無離子源,故離子流很快下降,當電位梯度產(chǎn)生的離子流和因濃度梯度引起的化學擴散離 子流相等時,此時電流只剩下電子傳導部分,過程逐漸達到穩(wěn)態(tài)。