科普——“電催化CP”的優(yōu)勢大起底
當(dāng)今，在電化學(xué)催化領(lǐng)域，RRDE與雙恒電位儀的聯(lián)用已經(jīng)成為研究ORR電催化的最重要的工具。美國pine公司“電催化CP”，是由美國PINE旋轉(zhuǎn)圓盤圓環(huán)電極裝置（MSR）搭配WaveDriver200雙恒電位儀聯(lián)用組成的“電催化CP”，是ORR（電催化氧還原）、HER、OER實驗的必備儀器。
在質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）中，陰極的ORR通常都是通過電催化來實現(xiàn)的。當(dāng)ORR反應(yīng)通過貴金屬或非貴金屬催化劑進(jìn)行電催化時，都會產(chǎn)生副產(chǎn)物或中間產(chǎn)物，如過氧化氫。為了檢測過氧化物的產(chǎn)生量，可以通過RRDE收集實驗來探測電催化劑產(chǎn)生過氧化物的趨勢。在雙恒電位儀上測量圓盤電極極化曲線的同時，將環(huán)電壓設(shè)置為恒電位，控制圓環(huán)電極在固定的極化電勢，用以檢測圓盤電極上產(chǎn)生的反應(yīng)中間物產(chǎn)率。
氧還原反應(yīng)（ORR）的電子轉(zhuǎn)移數(shù)n和相應(yīng)的雙氧水（中間產(chǎn)物）產(chǎn)率%可分別通過公式測得：
典型的采用RRDE獲得的電流-電位圖
由于需要獲得盤電流和環(huán)電流數(shù)據(jù)，雙恒電位儀應(yīng)運(yùn)而生。它是一種可以分別獨(dú)立控制兩個在同一測試溶液中的工作電極（盤電極和環(huán)電極）上的電極電勢的裝置。其結(jié)構(gòu)如下：
從結(jié)構(gòu)上說，雙恒電位儀并不是兩個恒電位儀的簡單疊加，下圖便是一個典型的具有多個運(yùn)算放大器的雙恒電位儀的電路圖。E1為施加到工作電極1（W1）上的電位，E2可以獨(dú)立的選擇電位。因此，工作電極2（W2）可以被獨(dú)立的控制，通過這種方式，在RRDE應(yīng)用中，我們就可以相對于同一參比電極對盤電極和環(huán)電極的電極電位分別進(jìn)行控制。
除了與RRDE組成電催化CP，雙恒電位儀還可應(yīng)用于：
(1) 電合成、電沉積（電鍍）、陽極氧化、電解等反應(yīng)機(jī)理研究；
(2) 電化學(xué)分析研究，包括：氧還原研究（ORR）、氧析出研究（OER）、氫析出（HER）、二氧化碳還原等；
(3) 能源材料（鋰離子電池、太陽能電池、燃料動力電池和超級電容器等）、先進(jìn)功能材料以及傳感器的性能研究；
(4) 金屬材料的腐蝕行為研究與耐蝕性評價；
(5) 緩蝕劑、水質(zhì)穩(wěn)定劑、涂層以及陰極保護(hù)效率的快速評價；
(6) 液相色譜中的雙工作電極電化學(xué)檢測器(twin LCEC）；
(7) 液-液相界面伏安法。
因此，電催化CP已成為檢測電催化反應(yīng)中間產(chǎn)物和研究電極反應(yīng)機(jī)理的重要流體動力學(xué)設(shè)備。美國PINE旋轉(zhuǎn)圓盤圓環(huán)電極裝置（MSR）搭配WaveDriver200雙恒電位儀聯(lián)用組成的“電催化CP”，是ORR（電催化氧還原）、HER、OER實驗的必備儀器。而且美國PINE公司既然有其經(jīng)典的旋轉(zhuǎn)圓盤圓環(huán)電極產(chǎn)品，其自身的美國PINE雙恒電位儀在功能和軟件上，特別定制，特別便利實現(xiàn)ORR、HER、OER，是電催化的天作之合。故稱為“電催化CP”，其九大功能，且聽一一道來！
▲ 某實驗室RRDE+電化學(xué)工作站聯(lián)用于電催化實驗
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