电催化应用 | RDE/RRDE搭档普林斯顿电化学

由于目前氢能相关的PEM电解水制氢和PEMFC成为研究热点，在这两类应用中所涉及到的电化学催化反应，即HER, OER, HOR和ORR等反应动力学成为制约催化剂性能的关键科学问题。旋转圆盘电极(RDE )和旋转环盘电极(RRDE)，与电化学工作站搭档已经成为研究电催化反应Z重要的工具。

比如，在质子交换膜燃料电池（PEMFC）中，阴极的氧气还原反应(ORR)通常都是通过贵金属Pt等催化来实现。理想状态下，O2在盘电极上催化剂的催化还原产物为H2O(即4电子反应)，但在实际催化剂反应进程中，O2还原反应不可避免的会产生相应副产物或中间产物，如过氧化氢(H2O2)等。

为了检测中间产物过氧化物的量，可以通过环电极收集和探测电催化剂产生过氧化物的趋势，对O2还原反应电子数及产物进行量化分析。即RRDE与在双恒电位仪联合，同时同步进行测试，其中一台控制圆盘电极极化(LSV)，另外一台在浮地模式下控制环电压为恒电位模式，在旋转状态下，盘电极上的反应产物或中间体扩散至环电极，由环电极进行收集分析检测。

具体测试步骤如下:

1、打开普林斯顿电化学VersaStudio 软件选择Advanced Action

选择RRDE 步骤，并设置转速(0.001V/RPM)

分别设置Disk为LSV， Ring 为Chronoamperometry(恒电压)

点击运行，同时同步启动盘/环实验，设置Y2显示环电流

可设置自动序列实验，获得不同转速的响应曲线

接下来就是带入公式计算电子反应数了

除RRDE可以搭档普林斯顿PARSTAT 3000-DX之外，普林斯顿电化学也可以提供更多不同型号与旋转圆盘电极(RDE 616A)和旋转环盘电极(RRDE, 636A)搭配使用，比如VersaSTAT 3/3F/4, PARSTAT 4000A/PMC等，可解决以下更多电化学反应动力学难题。

•  电解/电镀/沉积、电合成、阳极氧化等反应机理研究；

•  电催化氧还原研究（ORR）、氧析出研究（OER）、氢析出（HER）和二氧化碳

  还原等(CO2RR)等

•  金属材料电化学腐蚀行为研究，如流体腐蚀评价等；