电化学测量系统 HZ-7000系列的原理及特点
1.稳态测试:恒电流法及恒电势法
所谓的稳态,即电化学参量(电极电势,电流密度,电极界面状态等)变化甚微或基本不变的状态。常用的稳态测试方法,当然就是恒电流法及恒电势法,故名思意,就是给电化学体系一个恒定不变的电流或者电极电势的条件。
通常我们可以利用恒电位仪或者电化学工作站来实现这种条件。通过在电化学工作站简单地设置电流或电势以及时间这几个参数,就可以有效地使用这两种方法啦。该方法用的比较多的地方主要有:活性材料的电化学沉积以及金属稳态极化曲线的测定等等。
不同扫速下金属的稳态极化曲线
2.暂态测试:控制电流阶跃及控制电势阶跃法
所谓的暂态,当然是相对于稳态而言的。在一个稳态向另一个稳态的转变过程中,任意一个电极还未达到稳态时,都处于暂态过程,如双电层充电过程,电化学反应过程以及扩散传质过程等。
最常见的方法要数控制电流阶跃法以及控制电势阶跃法这两种。控制电流阶跃法,也叫计时电位法,即在某一时间点,电流发生突变,而在其他时间段,电流保持相应的恒定状态。
计时电位法电流阶跃(左图)及相应的电势变化(右图)
同理,控制电势阶跃法也就是计时电流法,即在某一时间点,电势发生突变,而在其他时间段,电势保持相应的恒定状态。
计时电位法电势阶跃(左图)及相应的电流变化(右图)
利用这种暂态的控制方法,一般可以探究一些电化学变化过程的性质,如能源存储设备充电过程的快慢,界面的吸附或扩散作用的判断等。计时电流法还可以用以探究电致变色材料变色性能的优劣。
3.伏安法:线性伏安法,循环伏安法
伏安法应该算是电化学测试中最为常用的方法,因为电流、电压均保持动态的过程,才是最常见的电化学反应过程。一般而言,伏安法主要有线性伏安法以及循环伏安法,两者的区别在于,线性伏安法“有去无回",而循环伏安法“从哪里出发就回哪去"。线性伏安法即在一定的电压变化速率下,观察电流相应的响应状态。同理,循环伏安法也是一样,只不过电压的变化是循环的,从起点到终点再回到起点。
线性伏安法使用的领域较广,主要包括太阳能电池光电性能的测试,燃料电池等氧还原曲线的测试以及电催化中催化曲线的测试等。而循环伏安法,主要用以探究超级电容器的储能大小及电容行为、材料的氧化还原特性等等。
左图为线性伏安测试太阳能电池的开路电压及短路电流;中间为循环伏安法测试电容行为较强的碳材料;右图为含有氧化还原行为的电极材料的循环伏安测试
EIS中Nyquist图谱
HZ-7000 配置了液晶监视器, 是具备存储功能的小型, 高性能恒电位 / 恒电流测试仪。
以循环伏安法为中心, 可进行各种电化学测量。
HZ-7000 除了可通过以太网进行计算机控制之外, 还可以单机进行基本测量, 是一种小型, 高性能电化学测量系统。
支持各种电化学测量, 是一种可用于从基础研究到应用研究的各种用途的产品。
HAG1232m:远程专用机
HAG1232mP:支持远程, 单机
可单机进行基本测。
(OCP, LSV, CV, CA, CP, NPV, DPV, IR, SCV, OSWV)
可以将测量数据, 测量条件保存到USB 存储器中, 可以从USB存储器中读取测量条件。
在测量RE-WE 间电位的同时, 可对CE-WE间电位进行测量。
最小电流范围:可用30nA进行微小电流的控制, 测量。
可进行99步之内的任意波形控制(电压, 电流)
通过选配板卡的追加, 可实现功能扩展。
标配测量项目 | 远程 | 单机 | 标配测量项目 | 远程 | 单机 | 备注 |
OCP(OCV | ○ | ○ | LSSV | ○ | - | - |
LSV | ○ | ○ | DPSV | ○ | - | - |
CV | ○ | ○ | ZRA | ○ | ○ | - |
CA | ○ | ○ | OSWV | ○ | ○ | - |
CP | ○ | ○ | CDC | ○ | ○ | - |
CC | ○ | ○ | PEIS | ○ | ○ | 需选配的FRA板卡 |
BE | ○ | ○ | GEIS | ○ | ○ | 需选配的FRA板卡 |
IR | ○ | ○ | 恒电位8级 | ○ | △(至4级) | - |
SCV | ○ | - | 恒电流8级 | ○ | △(至4级) | - |
REST | ○ | - | 任意波形(电位控制) | ○ | - | - |
NPV | ○ | ○ | 任意波形(电流控制) | ○ | - | - |
DPV | ○ | ○ |