旋轉圓盤電極裝置案例
型號:AFMSRCE
品牌:PINE
產(chǎn)地:美國
應用方向概論:
旋轉圓盤圓環(huán)電極主要用于電化學的流體動力學研究(或稱動態(tài)力學、穩(wěn)態(tài)力學研究等),實際應用主要在燃料電池、電鍍、金屬腐蝕等領域,也有純粹做動態(tài)電化學技術研究的會應用到。
要了解旋轉圓盤圓環(huán)電極必須先了解流體動力學技術:在電化學技術中,若電極相對于電解質溶液保持靜止不動,稱靜止電極技術;若電極和電解質溶液相對運動,稱流體動力學技術。
旋轉圓盤電極(或稱轉盤電極)和旋轉環(huán)盤電極是常用的兩種流體動力學技術。轉盤電極只有一圓盤,環(huán)盤電極則在圓盤外圍設置一個圓環(huán),盤與環(huán)之間只有很小的間隙,圓盤或環(huán)盤圍繞中心軸旋轉,轉速由一個旋轉系統(tǒng)調節(jié)和測量。在旋轉圓盤電極的穩(wěn)態(tài)技術中,電極附近液相內的有效擴散層厚度。
因而旋轉圓盤電極比靜止電極有以下優(yōu)點:濃差極化穩(wěn)定,極化曲線穩(wěn)定性好,可以測量比較迅速的電化學反應。所以測量旋轉圓盤電極的極化曲線,尤其在測定擴散系數(shù)、反應得失電子數(shù)、反應物濃度、電鍍添加劑的整平作用和電極反應動力學參數(shù)等方面有廣泛的應用。
在旋轉環(huán)盤電極穩(wěn)態(tài)技術中,測量圓盤電極極化曲線的同時,控制圓環(huán)電極于一固定的電勢,用以檢測圓盤電極上產(chǎn)生的反應中間物,是檢測反應中間物和研究電極反應機理的重要工具之一。
現(xiàn)實案例:
2016年底,中國首批量產(chǎn)的28輛氫燃料電池公交車先后在佛山、云浮兩地投入示范運營。落戶佛山(云浮)產(chǎn)業(yè)轉移工業(yè)園的飛馳氫能源汽車項目全面建成投產(chǎn)后可形成每年5000輛氫燃料客車的生產(chǎn)能力,將成為國內規(guī)模較大的新能源燃料電池汽車生產(chǎn)基地。
實際上,在氫燃料電池車的發(fā)展上,國外早就已經(jīng)起步。日本目前正在致力于在2020年東京奧運會之前創(chuàng)建“氫能社會”,普及氫能燃料電池,豐田、本田等大型日本汽車產(chǎn)業(yè)正陸續(xù)推出氫燃料電池車,并在日本及歐洲國家得到推廣。
相比于鋰電池來說,氫燃料電池在更高的能量密度以及快速充電上有優(yōu)勢,可隨充隨用。而且理想狀況下,以一輛車百公里時速計,可行使5000小時,里程即為50萬公里。不過在安全性上,氫燃料電池不如鋰電池安全,有可能會發(fā)生泄漏爆炸,且爆炸的威力很大。除此之外,氫燃料電池的成本也是目前阻礙其大規(guī)模推廣商用的因素,其關鍵部件全氟膜和鉑催化劑的成本都很高。雖然氫燃料電池仍存在安全性及成本等方面的問題,但氫燃料電池車作為一種使用清潔能源的汽車,仍然有望成為未來的行業(yè)發(fā)展趨勢。
儀器簡介
配合PINE著名的旋轉圓盤或旋轉圓盤圓環(huán)電極,與電化學工作站聯(lián)用,廣泛用于化學電源、電鍍、金屬腐蝕等應用領域和電化學技術研究。
典型應用包括:氫燃料電池催化劑研究及評價;鋰空氣電池研究;電化學動力學研究;氧還原反應(ORR)、氧析出反應(OER)研究;緩蝕劑評價及研究;金屬材料腐蝕電位研究等。
PINE的旋轉圓盤圓環(huán)裝置及電極是目前國際上電化學領域應用最為廣泛的產(chǎn)品,在眾多論文中被提及,其優(yōu)異的性能可以保證實驗結果的客觀性和穩(wěn)定性。
技術參數(shù)
轉 速:50-10000rpm,電機功率0.02馬力,采用銀碳刷接觸連接
控 制:分體控制,可拆式結構,方便置入手套箱。具有信號輸入/輸出接口,可通過輸入外部信號(來自電化學工作站)控制轉速;可將轉速信號輸出至測試設備(示波器)或用來控制其它設備
防 爆:最新防爆設計,保證人身與設備安全
旋轉桿:長度170mm 外徑:15mm,適用于各種電解池,方便與其它儀器聯(lián)用,還有不同型號旋轉桿供不同研究使用
盤電極:外螺紋設計,接觸更好,信號傳輸穩(wěn)定。PEEK材料,盤電極直徑:5.0mm,電極外徑:15mm
盤環(huán)電極:外螺紋設計,接觸更好,信號傳輸穩(wěn)定。PEEK材料,環(huán)盤間距:500μm,工作溫度20- 80℃,盤面積0.2475cm2,盤電極外徑5.50mm,鉑環(huán)外徑8.50mm,鉑環(huán)內徑6.50mm。
電解池:用戶可選用標準電解池或自行設計
服 務:提供原廠認可的安裝、培訓服務
主要特點
MSR電極旋轉裝置的產(chǎn)品型號為AFMSRCE,是PINE公司大眾化的產(chǎn)品。其轉速為LED顯示,通過LED下面的旋鈕,可以調節(jié)轉速,調節(jié)范圍為50到10,000 RPM,顯示誤差為1%。面板上還帶一個電壓信號輸出接口,外接電壓表或數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),就可以顯示電壓信號的變化。
如果需要,也可以通過面板上的接口,利用一個外接信號源,來調節(jié)轉速。外接信號源可以是正弦波、方波,以及其它的波形。系統(tǒng)的外部加速特性,使得旋轉裝置的轉速可以隨外接波形同步改變。這個特點特別適用于水動力調節(jié)方面的應用。
該裝置很容易拆裝,保存空間也不大。主機可以方便地上下移動,和電解池連在一起,做電極的浸沒或撤除實驗。底座采用耐化學腐蝕的聚丙烯材料。可以方便地置入手套箱,做非水體系研究。
電極應用類別:
E6R2,E7R9,可換環(huán)盤,對應機器MSR,RRDE論文;
E3,E5,E4,對應機器CPR ,RDE論文。