您好,欢迎来到维库仪器仪表网 网站登录 | 免费注册 | 忘记密码

手机访问

双恒电位仪阅读:53

双恒电位仪是一种通过三电极或多电极体系实现电位精确控制的实验室仪器,核心功能为同步测量和调控电极电位,以研究电化学反应机理及材料性能。

技术特点

  1.双通道设计:内置两套恒电位/恒电流仪,支持同步扫描和阶跃操作,适用于RRDE等复杂实验;

  2.高精度控制:电位控制精度达mV,电流分辨率最低至±10pA;

  3.扩展功能:集成iR降补偿、假负载检测、多级信号增益及软件编程控制;

  4.信号响应:数字信号发生器频率范围覆盖10μHz~1MHz,最高扫速达10,000 V/s。

工作原理

  双恒电位仪的工作原理基于恒电位控制和电流测量,其核心是两个独立的“恒电位-电流反馈”控制系统。其基本原理如下:

  1.电位控制原理

  仪器通过参比电极(RE)实时监测工作电极(WE)相对于参比电极的电位。

  将测得的电位与用户设定的目标电位值进行比较。

  通过控制放大器(Pump Circuit)调节对电极(CE)上的电流输出,使工作电极的电位始终保持在设定值,实现“恒电位”。

  2.双通道独立控制

  每个通道(Channel 1和Channel 2)都有独立的电位控制电路和电流测量电路。

  可以:

  同时对两个工作电极施加相同或不同的电位;

  独立记录每个电极的电流响应;

  实现同步扫描或异步操作。

  3.电流测量

  工作电极上的电流通过高精度电流-电压转换器(I/V Converter)测量。

  电流范围通常从pA级到mA级,具有多档增益自动切换,保证高灵敏度和宽动态范围。

  4.四电极模式(部分支持)

  在某些配置下(如对称电池测试),双恒电位仪可工作于四电极三电位模式:

  两个工作电极(分别作为阳极和阴极)

  两个独立参比电极(分别监测两侧电位)

  实现对电池中每个电极电位的独立精确控制与测量。

注意事项

  1.使用前确保电极连接正确,避免短路或反接。

  2.参比电极应靠近工作电极以减少溶液电阻(可配合正反馈或电流补偿)。

  3.高阻体系中注意屏蔽和接地,减少噪声干扰。

  4.定期校准仪器的电位和电流精度。

应用领域

  1.电催化研究

  水分解(电解水):

  同时或分别测试阳极(OER,析氧反应)和阴极(HER,析氢反应)催化剂的活性与稳定性。

  燃料电池:

  研究双电极催化剂层的反应动力学,评估膜电极组件(MEA)中各电极性能。

  CO?还原、N?还原:

  在双电极体系中实现产物选择性分析与反应机理探究。

  2.传感器开发与阵列检测

  多通道电化学传感器:

  同时测试多个修饰电极对同一目标物的响应,用于高通量筛选或交叉验证。

  生物传感器阵列:

  如DNA传感器、酶传感器、免疫传感器的并行检测,提高检测效率和可靠性。

  气体传感器:

  利用双电极结构增强信号稳定性或实现差分测量,降低背景干扰。

  3.电池与储能器件研究

  对称超级电容器:

  测试两个相同电极在相同电位下的充放电行为,评估材料的可逆性和循环稳定性。

  锂离子/钠离子电池半电池测试:

  可同时控制两个独立的半电池(如Li/正极、Li/负极),进行对比研究。

  固态电池界面研究:

  利用四电极法精确测量电极/电解质界面阻抗与极化行为。

  4.腐蚀与防护科学

  双金属腐蚀(电偶腐蚀):

  模拟两种不同金属接触时的腐蚀行为,通过独立控制电位研究腐蚀电流与电位差关系。

  涂层与缓蚀剂评价:

  使用双电极体系监测局部腐蚀发展过程,如点蚀、缝隙腐蚀。

  应力腐蚀开裂研究:

  结合力学装置,实时监测裂纹尖端电化学行为。

  5.电分析化学

  差分脉冲伏安法(DPV)、方波伏安法(SWV)的平行实验:

  提高检测重复性与数据可靠性。

  修饰电极性能对比:

  同时测试不同修饰方法或材料的电极响应,优化传感器设计。

  微电极阵列研究:

  实现空间分辨的电化学成像与检测。

  6.生物电化学与神经科学

  细胞电化学:

  同时监测多个细胞或细胞群的电化学信号变化(如多巴胺释放)。

  脑机接口与神经电极:

  测试多个神经电极的阻抗、电荷注入能力与长期稳定性。

  酶反应动力学:

  利用双电极系统实现辅因子再生或产物循环检测。

  7.环境与能源监测

  电化学降解污染物:

  一个电极氧化污染物,另一个电极还原副产物,研究协同降解机制。

  电化学传感网络:

  构建多节点原位监测系统,用于水质、大气污染物检测。

  8.基础电化学研究

  电子转移机理研究:

  在双电极体系中研究分子间电子传递速率与距离依赖性。

  扩散与传质过程:

  利用双电极(如环-盘电极)研究溶液中物质的扩散行为。

  界面电荷转移:

  精确控制双电极电位,研究界面双电层结构与反应动力学。

仪器百科,仪器仪表知识,一查百通!

已收录词条13759