氧还原ORR的全测试总结VIP免费

Nafion 溶液为 1ml 稀释成 50ml ，溶剂乙醇，异丙醇，DMF 等与催化剂材料有关催化剂墨水浓度一般为5mg/ml ，负载量不要超过400ug/cm 2作为参照的贵金属催化剂负载量小于这个值，自行掌握，以一半居多电解液 0.1M 的 KOH，分别测试N2 充满的 CV，O2 充满的 CV和 LSV。N2 CV活化，活化圈数自己实验掌握，扫速为 100mV ，电压窗口略小于或等于CV测试窗口。N2 CV 测试，电压窗口与参比电极有关，一般要换算成标准氢电极RHE，换算公式依据能斯特方程：E(RHE) = E(SCE) + 0.0591pH + 0.24 对于 0.1M KOH 是 E(SCE)+1.0083E(RHE) = E(NHE) + 0.0591pHE(NHE) = E(Ag/AgCl) + 0.197，也有 + 0.21 的，这里有疑问饱和甘汞电极SCE，一般氢电极NHE对于 SCE的 CV测试参数一般画图的时候画到-0.8，转换到 RHE的时候范围是0.2 到 1.2，因为氧气还原和氧化的平衡电位为 1.23V，ORR的过电位就是比这个值的部分小的部分，过电位越小，能量转换效率越高因此对于ORR就是电位，无论起始还是半波都是越正越好O2 CV测试，参数跟N2 一样O2 LSV测试参数测试从 0.2 扫到 -1 因为电极上发生的是氧还原反应，电位从正到负是还原过程稳定性测试有两种，一种是测i-t 曲线， 电位选择发生极限扩散后的电位，对于 SCE一般 -0.3或者 -0.4，时间一般要数万秒，另一种是循环几千圈CV后测 LSV转移电子数的测定也有两种方法一种是利用K-L 方程，这里引申一下解析K-L 方程首先是 Levich 方程即 L 方程i 是极限扩散电流，注意这个不是实际测得的极限扩散部分电流，A 是电极几何面积，D 为扩散系数， v 为粘度系数， C为浓度， w 为角速度， n 为转移电子数这里有时直接用电流密度j，那么方程中就去除面积A另外这里的系数0.62，对应角速度w，单位为 rad/s ，而有时系数为0.2，对应转数N，单位为 r/min ，换算公式w=2pai*N 或者 w=pai*N/30 ，跟单位有关但是实际测试情况为Koutecky-Levich 方程，即 K-L 方程这里的 ik 为无任何传质作用时的电流，也就是动力学控制电流，实际测试极限扩散部分的电流是这个电流和理论极限扩散电流共同组成的因此求算转移电子数是极限扩散电流的倒数对角速度平方根倒数作图，得到的斜率除去常数，剩下的就是n 了另外这个 ik 动力学控制电流也是评估材料活性的标准之一，相对测试的极限扩散电流，这个电流更为权威，具体方法也是根据K-L方程得到这里 J 是当前...