電化學(xué)工作站素以模塊化設(shè)計(jì)、皮實(shí)穩(wěn)定、軟件著稱,是一款通用型的高性能電化學(xué)綜合測試儀,能滿足用戶的絕大多數(shù)測試需要。在這個(gè)基礎(chǔ)之上,它還能夠配置所有的可選模塊和外部設(shè)備,以滿足特殊的測試要求。
特點(diǎn):
模塊化設(shè)計(jì),可擴(kuò)展能力強(qiáng);
儀器前面板自帶高清LED背光液晶顯示屏,可實(shí)時(shí)顯示電流電位值;
2個(gè)外部信號(hào)輸入/輸出信道,可對(duì)RDE、RRDE、VA663、EQCM等進(jìn)行自動(dòng)控制;
取樣頻率高達(dá)50 kHz, 若配置ADC10M模塊后,取樣頻率將增大到10MHz,即每100ns取一個(gè)點(diǎn);
交流阻抗可以一次性進(jìn)行全范圍測量而不需要分段測試。同時(shí),允許對(duì)每一個(gè)頻率設(shè)置不同的波幅??商峁┒嗖ㄐ?5或15個(gè)波形)的測量模式,大大縮短低頻部分的測試時(shí)間。
支持流體動(dòng)力學(xué)交流阻抗 EHD方法、強(qiáng)度調(diào)制光電流譜IMPS方法和強(qiáng)度調(diào)制光電流IMVS方法。
多達(dá)六種阻抗測試模式:常規(guī)的單電位下的頻率掃描阻抗測量方法;電位頻率掃描;恒電位下的時(shí)間頻率掃描;單電流下的頻率掃描;電流頻率掃描;時(shí)間頻率掃描;
基于Microsoft.NET開發(fā)的NOVA軟件,除了支持幾乎所有的固化電化學(xué)測量方法外,還可以讓用戶自 行設(shè)計(jì)各種測量條件,從而開發(fā)出*的測量方法,隨心所欲地將自己的想法和需要得到充分實(shí)現(xiàn)。
電化學(xué)工作站的基本原理及應(yīng)用
1.交流阻抗法
交流阻抗法的主要實(shí)現(xiàn)方法是,控制電化學(xué)系統(tǒng)的電流在小幅度的條件下隨時(shí)間變化,同時(shí)測量電勢隨時(shí)間的變化獲取阻抗或?qū)Ъ{的性能,進(jìn)而進(jìn)行電化學(xué)系統(tǒng)的反應(yīng)機(jī)理分析及計(jì)算系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)等。交流阻抗譜可以分為電化學(xué)阻抗譜(EIS)和交流伏安法。EIS探究的是某一極化狀態(tài)下,不同頻率下的電化學(xué)阻抗性能;而交流伏安法是在某一特定頻率下,研究交流電流的振幅和相位隨時(shí)間的變化。
2.穩(wěn)態(tài)測試:恒電流法及恒電勢法
所謂的穩(wěn)態(tài),即電化學(xué)參量(電極電勢,電流密度,電極界面狀態(tài)等)變化甚微或基本不變的狀態(tài)。zui常用的穩(wěn)態(tài)測試方法,當(dāng)然就是恒電流法及恒電勢法,故名思意,就是給電化學(xué)體系一個(gè)恒定不變的電流或者電極電勢的條件。
通常我們可以利用恒電位儀或者電化學(xué)工作站來實(shí)現(xiàn)這種條件。通過在電化學(xué)工作站簡單地設(shè)置電流或電勢以及時(shí)間這幾個(gè)參數(shù),就可以有效地使用這兩種方法啦。該方法用的比較多的地方主要有:活性材料的電化學(xué)沉積以及金屬穩(wěn)態(tài)極化曲線的測定等等。
3.暫態(tài)測試:控制電流階躍及控制電勢階躍法
所謂的暫態(tài),當(dāng)然是相對(duì)于穩(wěn)態(tài)而言的。在一個(gè)穩(wěn)態(tài)向另一個(gè)穩(wěn)態(tài)的轉(zhuǎn)變過程中,任意一個(gè)電極還未達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí),都處于暫態(tài)過程,如雙電層充電過程,電化學(xué)反應(yīng)過程以及擴(kuò)散傳質(zhì)過程等。
zui常見的方法要數(shù)控制電流階躍法以及控制電勢階躍法這兩種。控制電流階躍法,也叫計(jì)時(shí)電位法,即在某一時(shí)間點(diǎn),電流發(fā)生突變,而在其他時(shí)間段,電流保持相應(yīng)的恒定狀態(tài)。
同理,控制電勢階躍法也就是計(jì)時(shí)電流法,即在某一時(shí)間點(diǎn),電勢發(fā)生突變,而在其他時(shí)間段,電勢保持相應(yīng)的恒定狀態(tài)。
利用這種暫態(tài)的控制方法,一般可以探究一些電化學(xué)變化過程的性質(zhì),如能源存儲(chǔ)設(shè)備充電過程的快慢,界面的吸附或擴(kuò)散作用的判斷等。計(jì)時(shí)電流法還可以用以探究電致變色材料變色性能的優(yōu)劣。
4.伏安法:線性伏安法,循環(huán)伏安法
伏安法應(yīng)該算是電化學(xué)測試中zui為常用的方法,因?yàn)殡娏?、電壓均保持?dòng)態(tài)的過程,才是zui常見的電化學(xué)反應(yīng)過程。一般而言,伏安法主要有線性伏安法以及循環(huán)伏安法,兩者的區(qū)別在于,線性伏安法“有去無回”,而循環(huán)伏安法“從哪里出發(fā)就回哪去”。線性伏安法即在一定的電壓變化速率下,觀察電流相應(yīng)的響應(yīng)狀態(tài)。同理,循環(huán)伏安法也是一樣,只不過電壓的變化是循環(huán)的,從起點(diǎn)到終點(diǎn)再回到起點(diǎn)。
線性伏安法使用的領(lǐng)域較廣,主要包括太陽能電池光電性能的測試,燃料電池等氧還原曲線的測試以及電催化中催化曲線的測試等。而循環(huán)伏安法,主要用以探究超級(jí)電容器的儲(chǔ)能大小及電容行為、材料的氧化還原特性等等。
可提供的電化學(xué)方法:
1、DHZ-Ⅳ交流阻抗電化學(xué)系統(tǒng): 可進(jìn)行階梯伏安法(SCV)、塔菲爾曲線(TAFEL)、交流阻抗(IMP)、阻抗-時(shí)間測量(IMPT)、阻抗-電勢測量(IMPE)等近30余種方法。
2、DHZ-V雙恒電位儀:在DHZ-IV基礎(chǔ)上另加一路恒電位體系。
3、DHZ-I通用電化學(xué)系統(tǒng):
主要用于廣泛的電化學(xué)的實(shí)驗(yàn)與研究:循環(huán)伏安法(CV)、線性掃描伏安法(LSV)、計(jì)時(shí)電流法(CA)、計(jì)時(shí)電量法(CC)、電流-時(shí)間曲線(i-t)、電位-時(shí)間曲線(OCPT)等系統(tǒng)軟件并提供相關(guān)模擬系統(tǒng)。
4、DHZ-Ⅲ大電流通用電化學(xué)系統(tǒng):
在DHZ-I基礎(chǔ)上,將恒電流輸出提高到1A,槽壓提高至32V。