RRDE用于OER法拉第效率测试

电催化分解水析氧(OER)研究过程中,法拉第效率(FE)是一个非常关键的指标,以下浅谈两种测量FE的方法。

第一种方法是通过先测量O2的实际产量,一般是用色谱测量,再除以O2的理论产量得到法拉第效率。具体过程如下所示:





(文献参考:Lu XF, et al., Adv. Mater. 2017, 29, 1604437

第一种方法需要用到气相色谱,涉及到电解池顶空体积的推算和色谱标样的校准,操作较为复杂。如果研究人员实验室有旋转圆盘圆环电极RRDE,可以直接采用RRDE测试FE,操作更为简单。如下图所示,测量原理是在盘电极上加一个恒电流OER产生氧气,在环电极上加一个恒电压ORR消耗氧气,通过盘电流、环电流以及盘环电极的收集效率即可计算法FE



(附图来源:Zhao SL, et al., Nature Energy, 2016, 16184.

值得注意的是盘电极上施加恒电流,环电极上施加恒电压,需要用到双恒电位仪/双通道电化学工作站,并且需要软件支持此测量方法。PINE公司的WaveDriver200双恒电位仪提供6种四电极测量模式(盘电极、环电极、参比电极、对电极)。除了常见的Collection模式(盘上CV或者LSV,环上恒电压)以外,还有其它5种测量模式,可以提供恒电流、恒电压、电流扫描等测量方式。

理化公司(香港)PINE公司中国总代理,可以提供旋转圆盘圆环装置、恒电位仪/电化学工作站、光谱电化学综合系统等系列产品及技术咨询服务,欢迎咨询!