正确打开电化学工作站接口的方式

正确打开电化学作站接⼝的⽅式
撰⽂:DJ
责编:DJ
1. 引⾔
电化学⼯作站的本质是⽤于控制和监测电化学池电流和电位以及其它电化学参数变化的仪器装置。电化学测试体系中使⽤的最多的是三电极测试体系,如下图所⽰,三个电极中包含有:⼯作电极,参⽐电极,辅助电极。但是在我们购买的电化学⼯作站中,有的电化学⼯作站有4个接线头,有的有六个接线头,这些接头究竟各⾃分别有什么作⽤,在不同测试体系中该如何连接这些接头呢?
图1 和PC连接的电化学⼯作站,⼀般应⽤于三电极测试体系
2. 四接头电化学⼯作站
图2 四电极测试体系多见于⼀些电池测试系统
在这四个接线头中,其中⼀个是检测正极电流输⼊的,另⼀个是检测正极电压;使⽤时这两个电极应同
时与电池正极相连;同理,剩余的两个中,其中之⼀是检测负极电流输出的,另⼀个是检测负极电压,使⽤时应同时与电池负极连接。
与此同时,四电极体系也可以应⽤与三电极测试体系。相对于两电极测试体系,三电极中多了⼀个参⽐电极,参⽐电极是⽤来指⽰⼯作电极的电压的,因此参⽐电极与⼯作电极是在同⼀个电压检测回路中,因此原来⽤于检测正极电压的接⼝和⽤检测负极电压的接⼝应该分别接⼊⼯作电极和参⽐电极。⽽⽤于检测正负极电流输出的接头应该分别接⼊测试中的⼯作电极和辅助电极。
3. 五接头电化学⼯作站
图3 五接头电化学⼯作站接头图⽚极其⽰意图
有些电化学⼯作站带有五个接头,商家会⽤各种不同的颜⾊来标记相应的接⼝。这五个接头分别为:⼯作电极接头,⼯作电极感应(working sense)接头,辅助电极接头,参⽐电极接头和地线接头。当该类型电化学⼯作站⽤于测试的时候其不同体系的接线⽅法如下表所⽰:
在三电极测试体系中,通俗的可以认为存在两个回路:⼯作电极-参⽐电极,⼯作电极-辅助电极。因为在三电极体系中,需要参⽐电极来指⽰⼯作电极的电压,但是参⽐电极在有较⼤电流通过时会发⽣极化,从⽽导致电位发⽣改变,因此电化学⼯作站的设计让⼯作电极-参⽐电极之间的回路只有很⼩的电
流,⽽实际⼯作电极的电流通过辅助电极构成的回路来分担。电化学⼯作站来施加电压,⽽实际的电压是通过working sense来进⾏检测。不过当working electrode和working sense连接在⼀起的时候,这两个信号是重叠的。
4. 六接头电化学⼯作站
Working Sense和Working electrode连接在⼀起作为⼯作电极,连接到测试样品。Working Sense检测⼯作电极的电压,Working electrode⽤来承载电路中的电流。
Reference⼀般连接参⽐电极,⽐如饱和⽢汞电极(SCE)和Ag/AgCl电极。电化学⼯作站主要测定⼯作电极和参⽐电极之间的电压。
agagcl参比电极
Counter electrode连接辅助电极,⼀般使⽤⼀些具有较⼤⽐表⾯积的惰性⾦属或者⽯墨电极。⽽counter sense⼀般⽤于Zero resistance ammeter (ZRA)模式,⽤于测试辅助电极的电压。
Floating Ground在⼀般情况下是属于空接状态,要确保该接头不与电解池其它部分有连接。如果,使⽤的电解池是普通的玻璃材质,所有的电极是不接地的,在这种情况下最好连接地线以减少噪声。
当测试电流很⼩的时候,为了减少噪声,⼀般需要⼀个法拉第屏蔽箱,这种⾦属壳应该与地线相接,这时接地的电极只要和屏蔽箱连接就可以了。
5. Zero Resistance ammeter模式
这个模式⼀般⽤于⾦属腐蚀电化学研究中。在这种模式下,能同时施加相同的电压到两个不同的⾦属电极上;与此同时,能够测量这两个样品之间的电流;通过引⼊参⽐电极能够测量样品的电压。
6. 总结
电化学⼯作站的主要作⽤是能够施加电信号(电流,电压),同时能够感应和检测电信号。因此,电化学⼯作站中也分别设计了施加或者检测这些信号的接⼝,根据不同的测试体系,可以按照相应的连接⽅式来获取⽬标信息。下图就是根据不同的测试⽬标的相应的接线⽅式。
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本文发布于:2024-09-22 09:42:12,感谢您对本站的认可!

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