認識旋轉(zhuǎn)環(huán)盤電極，從現(xiàn)在開始吧
2021-07-19
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長久以來，針對質(zhì)子交換膜燃料電池的商業(yè)應用，Pt基催化劑在ORR中的高使用成本是最根本的問題。因此，開發(fā)非貴金屬催化劑顯得尤為重要。而RDE和RRDE技術(shù)是評價催化劑ORR活性最重要的手段?；诖?，旋轉(zhuǎn)環(huán)盤電極裝置穩(wěn)定持續(xù)的性能是保證測量數(shù)據(jù)可靠的關(guān)鍵。
旋轉(zhuǎn)環(huán)盤電極廣泛應用在現(xiàn)代電分析化學及電極過程和均相化學反應的研究，當電極自身旋轉(zhuǎn)時，可以使溶液在電極表面進行有規(guī)律的運動（即層流運動），并且電極表面擴散層厚度隨轉(zhuǎn)速的變化而變化。因此，使對流擴散方程得到一個確切的分解。
該環(huán)盤電極是一種微型旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，用于恒定轉(zhuǎn)速和流體動力學調(diào)制旋轉(zhuǎn)環(huán)盤的電化學儀器。一個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)，這個系統(tǒng)即使是在激進的調(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)盤電極實驗中，該催化劑比可逆氫電有0.82V的半波電勢(E1/2)和0.022mgcm−2負載量，在0.9ViR-free(內(nèi)阻補償電壓)下的電流密度為0.022Acm−2，在1.0barH2/O2燃料電池測試中的峰值功率密度為0.64Wcm−2，這是目前所報道的非鐵M-N-C陰極最高的燃料電池活性。與此同時，催化劑在旋轉(zhuǎn)環(huán)盤電極（RRDE）和PEMFC中的測試結(jié)果表明，在實現(xiàn)催化劑量產(chǎn)的同時，其催化活性基本得到了保持。
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