認(rèn)識(shí)旋轉(zhuǎn)環(huán)盤(pán)電極，從現(xiàn)在開(kāi)始吧
2021-07-19
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長(zhǎng)久以來(lái)，針對(duì)質(zhì)子交換膜燃料電池的商業(yè)應(yīng)用，Pt基催化劑在ORR中的高使用成本是最根本的問(wèn)題。因此，開(kāi)發(fā)非貴金屬催化劑顯得尤為重要。而RDE和RRDE技術(shù)是評(píng)價(jià)催化劑ORR活性最重要的手段?；诖?，旋轉(zhuǎn)環(huán)盤(pán)電極裝置穩(wěn)定持續(xù)的性能是保證測(cè)量數(shù)據(jù)可靠的關(guān)鍵。
旋轉(zhuǎn)環(huán)盤(pán)電極廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代電分析化學(xué)及電極過(guò)程和均相化學(xué)反應(yīng)的研究，當(dāng)電極自身旋轉(zhuǎn)時(shí)，可以使溶液在電極表面進(jìn)行有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)（即層流運(yùn)動(dòng)），并且電極表面擴(kuò)散層厚度隨轉(zhuǎn)速的變化而變化。因此，使對(duì)流擴(kuò)散方程得到一個(gè)確切的分解。
該環(huán)盤(pán)電極是一種微型旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，用于恒定轉(zhuǎn)速和流體動(dòng)力學(xué)調(diào)制旋轉(zhuǎn)環(huán)盤(pán)的電化學(xué)儀器。一個(gè)短的不銹鋼軸和幾毫米直徑的電極組成了同心圓電極系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)即使是在激進(jìn)的調(diào)制速率或波形下，也能夠高度精確地旋轉(zhuǎn)和調(diào)制。
在旋轉(zhuǎn)環(huán)盤(pán)電極實(shí)驗(yàn)中，該催化劑比可逆氫電有0.82V的半波電勢(shì)(E1/2)和0.022mgcm−2負(fù)載量，在0.9ViR-free(內(nèi)阻補(bǔ)償電壓)下的電流密度為0.022Acm−2，在1.0barH2/O2燃料電池測(cè)試中的峰值功率密度為0.64Wcm−2，這是目前所報(bào)道的非鐵M-N-C陰極最高的燃料電池活性。與此同時(shí)，催化劑在旋轉(zhuǎn)環(huán)盤(pán)電極（RRDE）和PEMFC中的測(cè)試結(jié)果表明，在實(shí)現(xiàn)催化劑量產(chǎn)的同時(shí)，其催化活性基本得到了保持。
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