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电化学工作站工作原理是什么
信息来源:2024新澳门生肖新能源科技有限公司 发布时间:2018-07-28 17:02 浏览次数:

  电化学工作站工作原理是什么?了解电化学工作站工作原理前,我们先来谈谈三电极体系中两个回路:电压回路(WE-RE)和电流回路(WE-CE)。一般电化学工作站测量的前提是在你的测量环境中构建了这两个回路。
 

  首先假设是三电极体系,三电极体系一般用于含有液/固界面的体系,或者通俗说含有液体的体系。【推荐阅读:电化学工作站接口正确打开的方式

  1. 电化学工作站控制的电位到底是个什么电位?它控制的表面上是工作电极相对于参比电极的电位差,本质上是电极和溶液形成的界面的界面电势差。做电化学的人要达到这种境界:拿着一支电极,你看到的不是一根棍子,而是一个界面。

  2. 为什么要参比电极?既然我们要控制的是界面电位差,如何控制,答案是仪器无法控制。但是我们可以间接控制!很幸运,有这样一种电极,它跟一种液体形成的界面电势差是恒定的而且已知的,这就是我们所说的参比电极。因此,只要我们知道了工作电极相对于参比电极的电势差,我们也就间接知道了电极和溶液之间界面的电位差。换言之,只要我们控制了工作电极相对于参比电极的电势差,我们也就间接控制了电极和溶液之间界面的电势差。

  3. 为什么需要对电极?有了参比电极,我们就可以测量/控制工作电极和溶液的界面电势差。然而,我们也想控制(或者测量)一定电流流过电极/溶液界面,那就必须构成电流回路。虽然研究电极和参比电极构成了一个回路,但参比电极干不了这个活(除非是超微电极或者电流非常小),因为我们知道电流流过电极后电极会发生极化(除非是理论上的完全不可极化电极),也就是界面电位差会发生变化,试想如果参比电极的电位因极化而不再恒定,那他也就不能起到参考的作用了。所以,我们必须引入另外一个电极,专门用于输入输出电流,这就对电极。
 

  这样前面所说的两个回路就形成了。工作电极和参比电极构成电压回路,仪器工作的时候不断测量这两个电极的电势差,如果大于/小于设定值,仪器就提升/降低对电极的输出电压,通过强制增大/减小流过液/固界面的电流而改变界面电势差,直到测量值等于设定值为止,这个过程完全由硬件在瞬间完成。这就是电化学工作站的原理(恒电流模式也是类似的)。顺便说下,刚才提到的对电极会提升或者降低输出电压,但他不能无限度地提升/降低,对电极输出电压的上下限就是所谓的槽压。