電化學反應是包含電活性物質在溶液中的傳質過程,及其在電極表面上的電子轉移過程的溶液(液相)和電極(圖相)的界面上的非均相反應。流經工作電極的電流大小反映了電極表面上的反應速率。支配反應的速率的因素主要有三個:
1)反應物質通過傳質遷移到電極表面上(傳質方法和傳質速率)
2)在電極表面上的電子轉移反應 (電子轉移反應速率)
3)產物從電極表面擴散傳質
電極反應速率(電流)主要受電荷轉移和質量傳輸速率的影響,并由反應速率最慢的過程決定。了解電極性能及控制過程是非常重要的。例如,如果燃料電池用催化劑本身的活性足夠高(電子轉移反應快),只需將電極結構設計改良成高速傳質(氣體擴散)電極(GDE),即能大幅度提高電池性能。
使用旋轉圓盤電極(RDE) 系統可以控制1 和 3) 傳質過程的速率,使電極活性2)有足夠的再現性來進行定量分析。
圓環電極與圓盤電極組合的旋轉環盤電極(RRDE) 測量可幫助檢測RDE的反應產物,它們的中間體等,因此可對反應機理進行詳細分析。
在此技術說明中,雖然省略了詳細的理論公式和分析的方法,主要對RDE& RRDE測量,比如RDE& RRDE測量所需要的裝置RDE & RRDE測量的基本實驗方法進行了說明。此外,還對穩態極限擴散電流數據的取得,以及Levich圖和 Kouteck-Levich圖的制圖方法進行了簡要介紹
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