ORR/OER测试中未补偿电阻Ru的测试及IR补偿技术

2019/05/20   下载量: 91

方案摘要

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应用领域 能源/新能源
检测样本 锂电池
检测项目
参考标准 英文文献:Recommended Practices and Benchmark Activity for Hydrogen and Oxygen Electrocatalysis in Water Splitting and Fuel Cells

电化学测试尤其是电催化如ORR氧还原测试、OER氧析出、HER氢析出测试等与燃料电池的效率密切相关,过电势是一个很关键的指标,其中工作电极与参比电极之间的电阻Ru,如果不扣除,则会增大过电势。本技术方案介绍了用电化学工作站测试Ru的几种方法,如EIS交流阻抗法、CI电流中断法、PF正反馈法、CSCA循环计时电流法,并比较了几种方法的优劣。测量Ru后,再进行IR补偿扣除,可以提高测试效果。有助于大家科研。

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一个典型的3电极体系,其中工作电极与参比电极之间存在的电阻称作未补偿电阻,即Ru。未补偿电阻主要由溶液电阻构成,还包括液接电阻。Ru电阻对于研究体系意义不大,需要测量及补偿扣除。


CI电流中断法测试原理:

        设置1个恒电流(一般是1 mA)一段时间,这个时间很短,一般40 ms,然后突然中断,这个时间也很短,一般40 ms。

        由于Cdl双电层电容的存在,Rct电荷传递电阻对应的电压会瞬时维持,但是Ru对应的电压会瞬时下降,对应在电化学图谱上就有一个电压差,这个电压差除以电流即是Ru。


PF正反馈法测试原理:

        给体系一个脉冲电压,然后给一个正反馈电阻,这个电阻范围包含Ru,比如一般强电解质如0.1 M HClO4或者0.1 M KOH的Ru一般是二三十欧姆,可以设一个5-50欧姆范围,然后一个5或者10 欧姆的step正反馈。

        当Ru接近真实值时会发生共振,如下图所示,在310欧姆处发生了共振,因此可以选取接近此共振的290欧姆作为Ru值。


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