RRDE用于OER法拉第效率測(cè)試
電催化分解水析氧(OER)研究過程中,法拉第效率(FE)是一個(gè)非常關(guān)鍵的指標(biāo),以下淺談兩種測(cè)量FE的方法。
第一種方法是通過先測(cè)量O2的實(shí)際產(chǎn)量,一般是用色譜測(cè)量,再除以O2的理論產(chǎn)量得到法拉第效率。具體過程如下所示:
(文獻(xiàn)參考:Lu XF, et al., Adv. Mater. 2017, 29, 1604437)
第一種方法需要用到氣相色譜,涉及到電解池頂空體積的推算和色譜標(biāo)樣的校準(zhǔn),操作較為復(fù)雜。如果研究人員實(shí)驗(yàn)室有旋轉(zhuǎn)圓盤圓環(huán)電極RRDE,可以直接采用RRDE測(cè)試FE,操作更為簡單。如下圖所示,測(cè)量原理是在盤電極上加一個(gè)恒電流OER產(chǎn)生氧氣,在環(huán)電極上加一個(gè)恒電壓ORR消耗氧氣,通過盤電流、環(huán)電流以及盤環(huán)電極的收集效率即可計(jì)算法FE。
(附圖來源:Zhao SL, et al., Nature Energy, 2016, 16184.)
值得注意的是盤電極上施加恒電流,環(huán)電極上施加恒電壓,需要用到雙恒電位儀/雙通道電化學(xué)工作站,并且需要軟件支持此測(cè)量方法。PINE公司的WaveDriver200雙恒電位儀提供6種四電極測(cè)量模式(盤電極、環(huán)電極、參比電極、對(duì)電極)。除了常見的Collection模式(盤上CV或者LSV,環(huán)上恒電壓)以外,還有其它5種測(cè)量模式,可以提供恒電流、恒電壓、電流掃描等測(cè)量方式。
理化公司(香港)是PINE公司中國總代理,可以提供旋轉(zhuǎn)圓盤圓環(huán)裝置、恒電位儀/電化學(xué)工作站、光譜電化學(xué)綜合系統(tǒng)等系列產(chǎn)品及技術(shù)咨詢服務(wù),歡迎咨詢!