恒电位仪有哪些不同类型及其应用?
电化学是一个应用广泛的领域。这也反映在电化学仪器上。恒电位仪、Galvanostats 和阻抗分析仪 用途相当广泛,但通常会根据应用的需要重点添加某些特性。
许多研究人员使用的仪器实际上是恒电位仪、恒电流仪和阻抗分析仪的组合。人们通常只称这些组合为恒电位仪,而不是恒 电位仪/恒电流仪。
电化学仪器的应用多种多样。
能量转换应用
电池、超级电容器、燃料电池、太阳能电池、氢进化和其他 能源转换应用的开发,都是为了储存更多电荷、具有更高功率等。因此,常见的要求是电流达到 1 A 或更高,电压超过 6 V。不过,也有一些纽扣电池、生物燃料电池和类似的低功率能源设备,100 µA 的电流已经足够。
腐蚀研究
腐蚀 研究是一个非常广泛的领域。对电流的主要影响因素包括样品的表面积、样品的材料以及涂层的存在。牙科植入物需要很低的电流,而表征新合金则需要很高的电流。在腐蚀研究领域,测量通常在实验室外进行。管道或建筑物需要在现场进行调查。这意味着腐蚀研究人员可以使用许多附件,对圆柱形、扁平物体或超大型样品的切片进行电化学测量。
此外,腐蚀研究通常需要对原始数据进行大量处理。例如,跟踪随时间变化的极化电阻需要对每个测量点进行一次跨越约 20 mV 的小型线性扫描伏安法(LSV),也称为线性极化(LP),然后进行线性拟合,再用斜率除以 1 即为极化电阻。因此,具有自动数据处理功能的软件在腐蚀研究领域很受欢迎。
电分析
电分析可以回答某种物质的浓度是多少的问题,或者在更简单的情况下,回答物质是否存在的问题。电分析通常需要精确测量 µA 及以下的电流。许多应用也受益于现场测量。例如,测量水井旁的水质,可以在水不能安全饮用时立即采取措施。为电分析而制造的恒电位仪在低电流时精度很高,而且便于携带。
这只是电化学应用中的三组,但还有 更多的应用值得探索,例如电催化、电沉积和光电化学。
不同类型的恒电位仪
由于电化学应用广泛,恒电位仪的类型也多种多样。
- 大多数情况下,人们会使用 单通道恒电位仪。这些装置可在单电池中工作。
- 双恒电位仪(简称 Bipots)提供第二个工作电极,与第一个工作电极共用同一个参比电极和对电极。这种恒电位仪可以方便地比较同一样品池中的两个不同电极,例如选择性探针和空白电极。对于需要在同一样品池中同时控制环形和盘形电极的旋转环盘电极 (RRDE) 来说,它们也非常方便。
- 工作电极的数量甚至可以更多。具有多个工作电极而只有一个参比电极和一个对电极的装置就是 多恒电位仪。
- 多通道恒电位仪是一种功能更强大的多电极选择。这些仪器在一个外壳中装有多个恒电位仪。它们可以同时操作,也可以独立操作。这些通道可以执行相同或不同的技术,因为每个通道都是一个恒电位仪。多通道恒电位仪也可用作多恒电位仪,即多个工作电极共用一个计数器和一个参比电极。我们有一份 关于此主题的详细应用说明。
- 现场测量的需求推动了便携式恒电位仪的发展。PalmSens提供的恒电位仪采用电池供电和蓝牙连接,结构紧凑,是电分析的理想之选。我们的恒电位仪具有宽广的电流范围,并配有用户友好型软件,因此非常适合腐蚀研究。在能量转换领域,我们还提供电流高达 200 mA 的恒电位仪。