高電流電化學(xué)工作站通過電解池中的電荷轉(zhuǎn)移反應(yīng)進(jìn)行電化學(xué)實(shí)驗(yàn),并利用三電極系統(tǒng)(工作電極、參比電極、計(jì)時(shí)電極)對電極間起到測量和控制電位的作用。這里以恒電位電解法為例,演示該設(shè)備的基本工作原理:將待測溶液放入相變陰極室中,并對該溶液加上穩(wěn)定電位。在參比電極和計(jì)時(shí)電極之間施加一定的偏執(zhí)電勢,通過工作電極流過一定的電流,使待測溶液中的陽離子或陰離子發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氣體,使空氣中的溶解氧(DO)充分與待測溶液中的離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)。監(jiān)測電位波動(dòng)即可得到相應(yīng)的電流大小,由此推算出氧化膜厚度,以實(shí)現(xiàn)溶液中溶解氧濃度值的測量。它可以幫助我們更加深入的研究材料、能源、化學(xué)反應(yīng)等領(lǐng)域,在未來不斷發(fā)展的過程中也有著廣闊的應(yīng)用前景。
高電流電化學(xué)工作站主要由以下部分組成:
控制系統(tǒng):包括溫度控制器、氣體流量計(jì)和電位控制器等;
相變陰極室:即工作電極,其選定決定了實(shí)驗(yàn)測量范圍;
參比電極:一般選擇Ag/AgCl電極或Hg/Hg2SO4電極作為參比電極;
動(dòng)力源:一般使用恒流源或恒壓源。
高電流電化學(xué)工作站被廣泛應(yīng)用于材料、能源、環(huán)境等領(lǐng)域:
鋰離子電池:使用恒電位電解法對電池進(jìn)行處理,從而延長電池的壽命。
防腐劑:對金屬表面進(jìn)行防護(hù)性處理。
生物醫(yī)學(xué):研究生物體系離子加載、電化學(xué)合成等方向。
其他:在地球科學(xué)領(lǐng)域,可以結(jié)合微生物學(xué)理論來研究水文流體中的化學(xué)元素,了解地層中化學(xué)物質(zhì)的遷移和轉(zhuǎn)化規(guī)律。
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