析氧反应(OER)催化剂性能全解析 在析氧反应(OER)中,催化剂的性能通常通过几个关键参数来评估,包括过电势(η)、Tafel斜率、稳定性、电化学活性比表面积、电化学阻抗和法拉第效率。下面我们将详细介绍这些参数的计算和测试方法。 过电势与Tafel斜率的计算 📊 极化曲线是通过线性扫描伏安法(LSV)测得的,电势窗一般设置在0.2-0.9V范围内,扫速为0.05 mV/s,旋转圆盘转速为1600 rpm。在Origin软件中作图时,需要进行IR补偿。测试时参比电极一般选用HgO电极,换算为可逆氢电极(RHE)的公式为E(RHE)=E(Hg/HgO) +0.9324 - 90%IR,其中I为瞬时电流,R为溶液阻抗。电流密度换算公式为i=i*5100。过电势是评估催化剂性能的重要指标之一,一般选用电流密度为10或20 mA·cm-2时的电位E,过电势等于该电流密度下的电位减去平衡电位η=E-1.23V。根据Butler-Volmer公式,Tafel方程可表示为log(i)=log(i0)+η/b,即取电流密度的对数为横坐标,过电势为纵坐标,截取一小部分接近直线的点,其斜率就是Tafel斜率b。Tafel斜率越小,说明过电势随电流密度增长的变化越小,电催化性能越好。 稳定性测试 ⏲️ 稳定性测试可以采用计时电流法或计时电位法。在计时电流法中,电压一般设定在电流密度为10 mA·cm-2时的电压值,循环一定时间后观察电流的衰减情况;而在计时电位法中,将电流密度设定在10 mA·cm-2,循环一定时间后观察电位的增长情况。 其他参数 🌐 除了过电势和Tafel斜率,稳定性、电化学活性比表面积、电化学阻抗和法拉第效率也是评估催化剂性能的重要参数。稳定性测试可以通过计时电流法或计时电位法进行。电化学活性比表面积可以通过循环伏安法(CV)测量得到。电化学阻抗可以通过电化学工作站或阻抗计算得到。法拉第效率可以通过测量反应物的消耗和生成物的生成量来计算。 通过这些参数的综合分析,可以全面评估析氧反应(OER)催化剂的性能。
析氧反应(OER)催化剂性能全解析 在析氧反应(OER)中,催化剂的性能通常通过几个关键参数来评估,包括过电势(η)、Tafel斜率、稳定性、电化学活性比表面积、电化学阻抗和法拉第效率。下面我们将详细介绍这些参数的计算和测试方法。 过电势与Tafel斜率的计算 📊 极化曲线是通过线性扫描伏安法(LSV)测得的,电势窗一般设置在0.2-0.9V范围内,扫速为0.05 mV/s,旋转圆盘转速为1600 rpm。在Origin软件中作图时,需要进行IR补偿。测试时参比电极一般选用HgO电极,换算为可逆氢电极(RHE)的公式为E(RHE)=E(Hg/HgO) +0.9324 - 90%IR,其中I为瞬时电流,R为溶液阻抗。电流密度换算公式为i=i*5100。过电势是评估催化剂性能的重要指标之一,一般选用电流密度为10或20 mA·cm-2时的电位E,过电势等于该电流密度下的电位减去平衡电位η=E-1.23V。根据Butler-Volmer公式,Tafel方程可表示为log(i)=log(i0)+η/b,即取电流密度的对数为横坐标,过电势为纵坐标,截取一小部分接近直线的点,其斜率就是Tafel斜率b。Tafel斜率越小,说明过电势随电流密度增长的变化越小,电催化性能越好。 稳定性测试 ⏲️ 稳定性测试可以采用计时电流法或计时电位法。在计时电流法中,电压一般设定在电流密度为10 mA·cm-2时的电压值,循环一定时间后观察电流的衰减情况;而在计时电位法中,将电流密度设定在10 mA·cm-2,循环一定时间后观察电位的增长情况。 其他参数 🌐 除了过电势和Tafel斜率,稳定性、电化学活性比表面积、电化学阻抗和法拉第效率也是评估催化剂性能的重要参数。稳定性测试可以通过计时电流法或计时电位法进行。电化学活性比表面积可以通过循环伏安法(CV)测量得到。电化学阻抗可以通过电化学工作站或阻抗计算得到。法拉第效率可以通过测量反应物的消耗和生成物的生成量来计算。 通过这些参数的综合分析,可以全面评估析氧反应(OER)催化剂的性能。
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