DSR数字型旋转圆盘电极是相对于传统模拟型旋转圆盘电极进行的升级，凭借“数字化，更精准，‘狠’稳定”的技术优势得到市场关注。在实际应用中，DSR数字型旋转圆盘电极可以展开哪些实验应用呢？这篇文章告诉你。1、氢燃料电池催化剂评价与研究当前，我国氢能技术领域不断创新、PEM燃料电池、电解水制氢会用到催化剂材料。目前催化剂主要是贵金属铂（Pt），由于铂的稀缺资源量限制了氢能大规模商用化发展，研究探索降低铂载量及非铂、非贵金属催化剂技术，对于氢能商用化具有时代意义。（低负载和高负载催化剂层上的旋转圆盘电极测试：质子交换膜燃料电池用多孔微米碳干凝胶颗粒负载Pt催化剂的扩散极限和应用）2、锂空电池研究锂空气电池也称为锂氧电池(Li-O2)，是一种用锂作负极，以空气中的氧气作为正极反应物的电池，它比锂离子电池具有更高的能量密度，是近年来新能源技术领域重要研究方向。在锂空电池中，氧气从环境获取，氧作为阳极反应物不受限，所以锂空电池的容量取决于锂电极（阴极）。锂空电池也需要催化剂进行反应，催化剂的活性越高，电池的充放电效率和循环寿命就越好。通过旋转圆盘电极，探究不同电催化材料活性，开发高效的廉价的催化剂材料，对于锂空电池技术发展具有重大作用。（阴极孔隙率对锂空气电池氧还原反应的影响——旋转环盘电极研究）3、电化学动力学研究    电化学动力学研究主要研究对象是电极反应动力，通过控制旋转电极的转速，实现恒定的质量传递及可控的群体传递条件，进行电极反应实验研究，获取极化曲线和电化学参数，推断反应历程和速率控制步骤，推论出合理的电极反应机理，提供生产应用理论依据。（旋转圆盘电极上的电催化反应模型）4、氧还原反应（ORR）研究    氧还原反应（ORR）本质是电子转移的过程，也就是能量转换的过程，因此，理论上每一个氧化还原反应都可以做成一个原电池。氧气还原反应（ORR）是燃料电池和金属空气电池等多种能量存储技术中最重要的催化过程之一，是现代可持续工业能源储存和转换技术的核心。（利用旋转圆盘电极技术测量铂电催化剂的氧还原反应：I． 杂质的影响、测量方法和应用的校正方法5、 氧析出反应（OER）研究     氧气析出反应（OER）在电解水、可充电金属-空气电池等清洁能源的制备和转化利用中起到重要作用，氧气析出反应的动力学十分缓慢，需要优良的催化剂材料，目前有效的OER催化剂是IrO2和RuO2，但受限于贵金属及其氧化物成本高、资源短缺的因素，研究开发低成本材料、工业相关活性和长期耐用性的OER催化剂具有重要意义。（旋转圆盘电极条件对Ir纳米颗粒催化剂析氧反应活性的影响及其与膜和电极组件的比较）6、氢析出反应（HER）研究    氢气被广泛认为是可再生清洁能源的替代来源。通过电解水制氢的“绿氢”方式是目前氢能研究热门方向。电解水时，质子或水合氢离子在阴极得到电子，发生还原反应，生成氢气析出，该过程简称为氢还原反应(Hydrogen Evolution Reaction，HER)。通过氢析出反应（HER）研究，开发工业氢气经济性策略，对于氢能商用化发展，意义非凡。（旋转圆盘电极析氢反应动力学测量中氢扩散极限的修正）7、二氧化碳还原（CO2RR）研究    二氧化碳还原反应 (CO2RR) 为可再生电力能源以储存在化学键中的形式转化为高附加值的燃料和化工原料提供了一种可行的方法，是实现自然界"碳循环"、缓解因过度排放CO2所导致诸多环境问题的关键技术。通过CO2RR可以生产一氧化碳（CO）、甲烷、甲酸盐、甲醇、乙烯和碳链更长的烷烃等一系列产品。在科研领域，通过旋转圆盘电极展开二氧化碳反应（C02RR）研究，开发高活性、高选择性、高稳定性的电催化剂是进一步推进该技术实际应用的重要前提。（中性和弱酸性介质中 CO2 还原和 H2 生成过程中界面 pH 值的电位旋转环盘电极研究）8、缓蚀剂评价与研究     缓蚀剂又称为“腐蚀抑制剂”，在各种金属腐蚀的各类防护方法中，使用缓蚀剂是工艺简便，适用性强的技术策略，广泛应用于油气开采、机械、化工、能源等领域。利用旋转圆柱电极，结合电化学方法（电化学交流阻抗、极化曲线）研究缓蚀剂在界面处的作用效果及机理，从而评价和筛选更优质的缓蚀剂材料成分结构，开发更好的缓蚀剂产品。（利用旋转圆盘电极(RDE)研究O2/CO2共存环境下,碳钢管线在不同浓度缓蚀剂中的腐蚀电化学行为）9、金属材料腐蚀电位研究    金属的腐蚀问题遍及各行各业，不仅造成了资源的严重浪费，而且在工业生产过程中易导致较大的安全隐患，对人身和财产安全造成巨大威胁。在科研实验中，金属材料的腐蚀电位是金属腐蚀与防护的最基本参数之一，基于电化学原理，应用旋转圆盘电极测量金属材料与电解质溶液之间的电流和电势变化，来揭示腐蚀过程中的电化学反应。（旋转圆盘电极上金属电沉积的极限电流：溶液组成和迁移性质的作用）通过以上实验论文，可以看到，旋转圆盘电极应用非常广泛。通过DSR数字型旋转圆盘电极，展开相关实验研究，助力科研技术创新

在电化学实验中，我们经常会用到旋转圆盘电极这个好帮手，很多同学也是第一次使用它进行实验。俗话说“台上一分钟，台下十年功”，很多科研大神的顶刊论文令人叹服，其实验基本功相当扎实，那些优美的谱图背后，往往是实验严谨规范的操作流程。就拿电化学实验中的涂膜操作来说，看似简单的涂膜操作，要做好也是不简单的，只有每一步熟稔于心，每一次涂膜都非常漂亮规范，这样坚持下来，在后面的实验就事半功倍了。这里为大家展示旋涂法进行涂膜操作，需要用到的仪器是“旋转电极旋涂仪”1、先将玻碳电极固定在旋涂仪上2、打开转速开关，使电极在适合的转速下保持稳定旋转。注意这里的转速不宜过高，太快的转速不利于稳定旋涂，新手练习尤其要注意，不紧不慢的速度即可。3、用移液枪或注射器，吸取定量的催化剂油墨，操控枪头的液滴，轻轻接触到玻碳电极的盘面上，确保液滴完整且均匀地覆盖在盘电极上，在旋转状态下等待油墨干燥。这一步非常关键，很多实验新生经验不足，在操控过程中难免会手抖，点不正，液溢出。这就要求平时勤加练习，保证实验时候不浪费宝贵的材料，做到手稳、眼准。 4、条件允许下，可以使用红外灯加速油墨干燥。 5、涂膜的质量检查旋涂完成后，我们要进行质量检查，并不是说肉眼看到没有问题就可以了，这是不严谨的。通过专业设备，保障盘电极表面涂膜均匀、油墨干燥合理。 通过电子设备放大检视，可以看到涂膜厚度均匀，旋涂盘面比较圆润，符合实验要求。以上就是电极旋涂操作介绍，良好的实验操作习惯，对科研道路发展，大有裨益。

在前面的专栏文章中，向大家介绍了“DSR数字型旋转圆盘电极与三电极体系”，相比于简单的“二电极体系”“，“三电极体系”引入了参比电极，它在测量各种电极电势时作为参照比较的电极，在电化学实验中有着重要应用。参比电极在实验中发挥着怎样的作用？今天，理化香港应用工程师跟大家聊聊参比电极的作用。 在电化学实验中，常见的参比电极有3种类型：· 饱和甘汞电极 Hg/Hg2Cl2  中性介质· 银/氯化银电极 Ag/AgCl 中性介质· 标准汞电极 Hg/HgO  碱性溶液 参比电极是可逆电极，参比电极的品质有技术要求：电极可逆性好，不宜极化；电极电位比较稳定；电位重现性好；电位随温度变化小。在电化学应用中，使用参比电极进行实验，有两个难点：① 单个电极在溶液中的绝对电势值无法测量当我们把电极或者金属放入溶液中时，就形成了双电层，它会产生电势，一般很难测定出它的绝对电势值。② 单个电极在溶液中的施加电压值无法控制不能保证电压增加是均匀的，也不能保证增加只会发生在一个电极附近，更无法得到有关增量分配的任何信息。 参比电极在三电极体系中作为电势基准平面，重要性不言而喻。使用过程中要注意以下事项。  1、确保工作电极与参比电极尽量接近很多时候，实验会使用鲁金毛细管以最小化工作电极和参比电极之间的溶液电阻，如果把参比电极放置在靠近工作电极的位置而不影响系统中的其他任何东西，那是比较理想的。通常而言，用电解质填充鲁金毛细管整个系统，然后将参比电极放置在鲁金毛细管中，并将毛细管放置工作电极旁边。参比电极与工作电极的位置固定好，每一次实验都是同样距离即可。2、避免参比电极有大电流导通如果大量电流通过参比电极，那么它就会失去具有恒定电势差的特性。因此，要避免参比电极有大电流导通。一般而言，旋转圆盘电极装置都会标注施加电压范围和恒流源的输出电压范围，注意这些数值。3、避免电解液与保护液相互污染参比电极保护液如氯化钾中的氯离子会对催化材料形成污染，或者电解液的酸碱会对参比电极造成损坏，我们一般会使用盐桥，将电解液和参比电极隔开。

旋转圆盘电极（RRDE）是电化学实验必备仪器，电极旋转可以使溶液形成强对流，提高传质速度；传质速度又可以通过电极转速进行精确控制，让电流密度分布更均匀，满足多样化电化学实验需求。在电化学中，三电极体系包括工作电极、对电极和参比电极，电流通过电极和电解质溶液界面时，电极上发生的化学变化。电极反应的原理是什么，电极-溶液界面电性质有什么？在电化学实验中，电极反应的基本过程包含4个步骤。① 双电层充电步骤（发生在双电层两侧）② 电荷转移步骤（双电层内）③ 传质步骤（电极表面与溶液之间的空间）④ 电极表面的吸附或化学变化所实现的表面转化步骤 这里向大家介绍“双电层模型”。当一个带点电极插入水基型电解液时，将排斥同种电荷并将吸引异种电荷到电极表面。图中为溶液负离子吸附在电极表面，由负离子包裹的这一层成为内亥姆霍兹平面（绿线 inner Helmholze plane IHP），同时另一极性的离子又会包裹内亥姆霍兹平面，形成外亥姆霍兹平面（蓝线 outer Helmholtz plane OHP）。电极体系中通入外界电子，部分电子将会在电子导体和离子导体的界面的金属相这一侧发生富集，从而使该电极体系的电极电位发生偏移。电极过程的双电层充电步骤。充电完成之后，电极表面的氧化态将会得到剩余的电子，完成氧化态还原成还原态的过程，也就是电荷转移过程。由于电极表面氧化态物种浓度发生下降，溶液本体和电极表面的空间内会形成浓度梯度，会发生本体溶液中的氧化态物种向电极表面扩散的现象，将本体溶液中的氧化态物种补充到电极表面，既传质过程。在有一些场合，本体溶液中的氧化态物种，传输到电极表面过后，会有一个化学转化过程，也就是表面转化步骤。 

旋转圆盘电极是电化学研究必备仪器，在氢燃料电池催化研究与评价、锂空电池研究、氧还原反应研究（ORR）、氧析出反应研究（HER）、二氧化碳还原反应研究（C02RR）等领域有着广泛的应用。随着时代发展，旋转圆盘电极技术不断创新。2024年，电弛新能源研制的数字型旋转圆盘电极DSR震撼上市，引发行业关注。（数字型旋转圆盘电极DSR）什么是数字型旋转圆盘电极DSR，它与现在实验室的旋转圆盘电极装置有何不同？这篇文章告诉你。当前，旋转圆盘电极装置（RDE）采用传统模拟信号控制技术，虽然模拟信号成本低，技术成熟，但是模拟信号有2个不足：抗干扰能力差，体积大。数字型旋转圆盘电极DSR采用当下先进的数字控制芯片技术，有效地减小了体积，提高了信号抗干扰能力。数字型旋转圆盘电极装置DSR采用数字编码器电极控制，通过反馈实际值与期望值来进行比较，并进行误差补偿和调整，以实现精确的运动控制。能够准确地控制电机的位置、速度和方向，实现精确的控制。DSR数字信号技术抗干扰能力保障实验不受环境信噪干扰，主机直流供电方式，又可降低电源杂波干扰，让实验数据更可靠。数字型旋转圆盘电极DSR另一特点是“品质”，坚持高标准品质，做工精良，具体有3方面的特点：配置含银量＞80%的银石墨碳刷，确保电信号能够无损传输，石墨则保证了良好润滑效果，大大提高了实验稳定性与使用寿命。众所周知，银的导电性能是比较好的，DSR采用高银石墨碳刷，确保弱电信号能够被更好地传输。2、配置15mm旋转杆，可获得稳定的动力学反应条件。旋转杆是旋转圆盘电极装置非常重要的配件，旋转杆品质好坏直接影响实验数据结果，数字型旋转圆盘电极DSR旋转杆具有“杆超准直”的特点。适⽤于各种电解池，⽅便与其它仪器联用。3、旋转工作电极，μm级精度制造，精准保证高效收集率及计算电子转移数。工作电极的制造工艺品质至关重要，DSR数字型旋转圆盘工作电极采用μm级加工技术，确保用户实验效果。

这是一篇2017年发表于science的材料设计综述。插图中为我们展示了未来能源的利用路径。未来我们将太阳能、风能、水力发电、火力发电以电网形式一路输送至电力运输系统，另一路用于电化学氮还原合成氨、二氧化碳还原制备碳氢化合物、电解水制备氢能。其中氨可用于农业，碳氢化合物用于化学品，氢气用于燃料电池。 因此，我们电催化领域重点关注氢燃料电池阳极端的氢氧化（HOR）、阴极端的氧还原(ORR)，电解水制氢阳极端的氧析出(OER)、阴极端的氢析出(HER)，碳循环中阴极端的二氧化碳还原(CO2RR)，氮循环中阴极端的氮还原(NRR)，产业化研究中可能要关注它们的氧化还原全反应。 其实电化学应用的范围十分广泛。在《电化学原理与应用》第一页中，描述了电化学“可用于不同现象、各类器件、各种电池和各种技术等不同领域”。 我们初中学习过电解水装置，它基本由阴极电极、阳极电极（两电极体系）、电解液、电化学池（烧杯、量筒）组成。电化学发展到现在，已经有三电极、四电极甚至五电极体系了。右图就是一个三电极体系示意图，分别由电化学工作站、电解池、工作电极（WE）、参比电极(RE)、对电极(CE)、液态电解液等组成。 三电极体系的工作电极是我们主要的研究对象，当我们研究还原反应时，它就作为阴极，当我们研究氧化反应时，它可以当阳极。对电极一般由石墨或铂金组成，与工作电极形成回路，组成氧化还原反应对。参比电极在三电极体系中充当基准角色，帮助电化学工作站准确定位工作电极和对电极上的电位差。参比电极常见有饱和甘汞电极，适用于酸性、中性电解液；银/氯化银电极，适用于中性，短期可用于酸性；汞氧化汞电极适用于碱性条件。它们具体的电极电势与保护液的浓度相关，大家可与厂商询问参考值或自己做矫正实验得出。

CO2腐蚀是油气田生产过程中最为常见的一种腐蚀形式，然而在实际油气田管道中，一些因素会导致油气管线内部含有O2形成O2/CO2腐蚀环境。缓蚀剂作为一种简单有效且价格低廉的抑制CO2腐蚀的措施，被广泛应用于油气田生产过程中。缓蚀剂的作用效果不仅受温度CO2分压，水介质成分的影响，O2对其也有重要影响。目前，O2对缓蚀剂抑制CO2腐蚀的具体影响机制在国内外尚未展开系统的研究。本工作利用旋转圆盘电极（RDE）腐蚀电化学方法，结合扫描电镜等手段，研究O2对缓蚀剂抑制碳钢CO2腐蚀的影响，从O2影响缓蚀剂分子吸附能力的角度，提出了O2减弱缓蚀剂缓蚀效果的作用机制。一、实验材料与方法实验在常压下进行，实验仪器采用数字型旋转圆盘电极装置，测试温度分别为25℃和60℃溶液配好后通CO2气体除氧8h。进行纯CO2条件下实验时，向溶液里持续缓慢通入纯CO2气体，使液保持CO2饱和状态，并防止测试过程中溶解氧进入；进行O2/CO2共存环境下的实验时，向溶液里持续缓慢地通入O2:CO2体积比1:8的混合气体，此时溶解氧含量经溶氧仪测量约1.4×10-6。实验设计采用电化学“三电极体系”，实验仪器数字型旋转圆盘电极装置主机转速设定为1000r/min，工作电极为有效面积1cm2的圆盘状试样。测试前，用砂纸将试样打磨到2000#，依次用丙酮除油，去离子水冲洗，酒精清洗，冷风吹干。所用辅助电极为铂电极，参比电极为饱和甘汞电极（SCE）。进行不同缓蚀剂浓度下的缓蚀剂电化学性能测试时，测试温度为25℃，先稳定开路电位30min，然后测试交流阻抗，最后再测极化曲线。交流阻抗测试频率范围100kHZ至10mHz，交流信号幅值为5mV。动电位极化曲线以0.5mV·S-1扫描速率从-0.35V扫至0.35V相对于开路电位。进行8×10-5缓蚀剂浓度下EIS连续监测实验时，测试温度为60℃，测试开始后，每隔一段时间测试一次EIS，连续测试30h。测试结束后，取出试样，依次用去离子水，酒精清洗，冷风吹干。    二、结果与分析2.1 不同缓蚀剂浓度下极化曲线分析图2 为加入不同浓度缓蚀剂后碳钢的极化曲线。图2(a)为25℃，通CO2气体至饱和，1000r/min转速下，加入不同浓度的缓蚀剂，后所测得的极化曲线。图2(b)为相同条件下通入11.12%氢气后所测极化曲线。由图2可见，随着缓蚀剂浓度的增加，极化曲线的阴阳极Tafel斜率都发生了改变，而自腐蚀电位负移，可见此种缓蚀剂是以抑制阴极反应为主的混合型缓蚀剂。利用Tafel曲线外推法，计算出各种条件下的自腐蚀电流密度icorr和缓蚀效率ƞ，结果如表所示。当体系中混入O2以后，在各个缓蚀剂浓度下，自腐蚀电流密度icorr都明显增大，腐蚀速率变大。同时，随着缓蚀剂度的增加，纯CO2环境下，icorr迅速下降，当缓蚀剂浓度到达8×10-5时，缓蚀效率达到了98%以上。而当混入O2以后，最高缓蚀效率只有80%左右。图2(a)可见，缓蚀剂浓度增加后，阴极Tafel曲线明显变平，缓蚀剂的加入极大地阻滞了阴极过程，从而导致自腐蚀电流密度迅速下降。对比图2(b)含氧环境下的极化曲线，发现随着缓蚀剂浓度的增加，阴极Tafel斜率并无明显改变，只是整个极化曲线向左平移，因此自腐蚀电流密度icorr减小的程度远不如纯CO2条件下的明显。   对比阳极极化曲线，有氧和无氧条件下都出现了明显的平台区，这是阳极极化电位达到一定程度时，试样表面Fe溶解，导致吸附在上面的缓蚀剂脱附所致。平台区电位即为缓蚀剂脱附电位，当缓蚀剂浓度较低时，脱附电位并无明显差异，当缓蚀剂浓度达到8×10-5时，脱附电位明显变正。2.2 不同缓蚀剂浓度下阻抗谱分析   图3为纯CO2和O2/CO2环境下所测得的阻抗谱.由图3可知，两种条件下，不含缓蚀剂及含较低浓度缓蚀剂时，阻抗谱由一个容抗弧构成。当缓蚀剂浓度增加时，阻抗谱由双容抗弧组成。在纯CO2环境下，当缓蚀剂达到8×10-5时，低频区还出现了一个小感抗弧，这是缓蚀剂吸附过程所致，而O2/CO2环境下则没有出现。 利用阻抗谱拟合软件Zsimpwin进行拟合，所得结果如图4所示。缓蚀剂浓度较低时，利用图4(a)所示的等效电路进行拟合，其中Rs为溶液电阻，CPE为常相位角元件，Rct为电荷转移电阻。高缓蚀剂浓度时，利用图4(b)所示的等效电路进行拟合，其中Rf为试样表面各种物质形成的膜的电阻，Rct为电荷转移电阻。电荷转移电阻Rct能够反映缓蚀剂吸附膜屏蔽腐蚀介质，阻碍腐蚀反应进行的能力，Rct越大，表示缓蚀效果越好，腐蚀速率越低。由表4可知，在纯CO2环境下，加入缓蚀剂以后，Rct迅速变大，同时，Rct随着缓蚀剂浓度的增加也基本保持变大趋势，到8×10-5时Rct，急剧变大，达到3444Ω·cm2，缓蚀效率达到最高。但是，在O2/CO2共存环境下，由表5知，加入较低浓度的缓蚀剂（1×10-5）和（2×10-5）后，Rct基本保持不变，甚至在2×10-5时还略有减小。这可能是因为，一方面，加入缓蚀剂以后自腐蚀电位变负，试样腐蚀的倾向变大，而另一方面，缓蚀剂的浓度增加导致缓蚀剂吸附量增大，吸附膜覆盖率增加，而在2×10-5时，电位变负占据主导地位，从而导致在2×10-5时Rct反常减小。当加入的缓蚀剂浓度达到3×10-5以上时，Rct开始明显变大，且随着缓蚀剂浓度的增加而变大，但是与CO2环境中同缓蚀剂浓度下的Rct相比，仍然要小得多。   如表4所示，在CO2环境下Cdll随着缓蚀剂浓度的增加而急剧下降。当缓蚀剂浓度达到8×10-5时，Cdll从0时的2.665×10-4 F·cm-2降低到了8.88×10-6 F·cm-2。同时从极化曲线计算的缓蚀效率来看，8×10-5时达到98.33%，说明此时缓蚀剂分子在试样表面吸附量很大，吸附膜覆盖十分完整，缓蚀效果好。对比O2/CO2环境下，如表5所示，缓蚀剂溶度为0时由于表面无缓蚀剂吸附，所以两种条件下Cdll相近。而当缓蚀剂添加到1×10-5和2×10-5时，由于添加的缓蚀剂浓度比较低，含氧条件下，试样表面所吸附的缓蚀剂分子极少，双电层中的水分子只有极少量被取代，所以Cdll基本保持不变。而当缓蚀剂浓度继续增加时，缓蚀剂分子吸附量增加，取代的水分子越来越多，Cdll开始逐渐降低，直到8×10-5双电层电容降为4.40×10-5F·cm-2但仍远大于纯CO2环境下的Cdll。显然，加入O2以后，试样表面吸附的缓蚀剂分子减少了，吸附膜覆盖度减少，即使在8×10-5条件下，其缓蚀效率也只有80.27%，远低于纯CO2环境下的缓蚀剂作用效果。三、结论(1) 缓蚀剂对于碳钢的CO2腐蚀具有良好的缓蚀作用，其缓蚀效率在8×10-5浓度下可以达到98.3%，但是加入O2后会明显降低其缓蚀效率，缓蚀效率在8×10-5浓度下也仅有80.3%。(2) O2的混入会使缓蚀剂更倾向于缓蚀剂分子与缓蚀剂分子之间的结合，而其吸附在碳钢表面的能力则大幅度减弱，导致无法形成完整的缓蚀剂吸附膜，使得缓蚀剂屏蔽腐蚀介质的作用减弱，缓蚀效果变差。(3) O2的混入使得碳钢腐蚀速率变大，碳钢表面腐蚀产物膜生成速度变快，导致缓蚀剂的有效作用时间变短，生成的腐蚀产物主要由Fe2O3及FeO(OH)组成，且腐蚀产物膜疏松多孔，无法像纯CO2环境下的产物膜一样对基体起到很好的保护作用，同时会导致明显的点蚀出现。   以上内容由理化（香港）有限公司技术中心整理，有不足之处请指正，转载请注明出处。

因为相遇，所以相知。因为专业，不负期待！从第1台旋转圆盘电极装置（RDE）交付用户，如今已走过了17个年头，理化(香港)有限公司销售的旋转圆盘电极（RDE）在全国众多实验室广泛应用，服务大国科研需求，见证了中国电化学技术发展，感谢广大用户对理化(香港)有限公司的信赖选择！今天，理化(香港)有限公司宣布：2024年“小理之春”用户回访活动正式启动！理化(香港)有限公司非常重视客户服务，“小理之春”活动已连续举办多届。通过一年一度“小理之春”用户回访活动，大家面对面互动交流仪器应用心得，广泛聆听用户需求，解决日常使用仪器实验中遇到的疑难问题，让仪器更好地服务用户科研需求。旋转圆盘电极（RDE）是电化学实验仪器，在氢燃料电池催化剂研究及评价、锂空电池研究、电化学动力学研究、氧还原研究（ORR）、氧析出反应（OER）、金属腐蚀研究等领域有着广泛的应用。旋转圆盘电极（RDE）的配件品质与保养状态直接关系到实验数据和仪器寿命。此次回访活动，采用电话回访+线下拜访形式进行，理化(香港)有限公司应用工程师针对仪器操作、应用问题进行回访，并展开相关培训，介绍数字型旋转圆盘电极装置DSR在电化学领域的应用。（数字型旋转圆盘电极DSR）此次回访活动，理化服务团队还为用户朋友们准备了贴心实用小礼物，相约“小理之春”，我们不见不散！买旋转找理化，售后有保障！ 

近年来，我国新能源技术蓬勃发展，电化学科技应用成果改变着现代社会，锂电池、光伏太阳能、氢能走进我们的生活。2024年，中国化学会电化学专业委员会（CSE）首次发布了“电化学10大科学问题”，电化学研究迎来黄金时代。作为电化学实验的科研神器——旋转圆盘电极也迎来了需求高峰。旋转圆盘电极(Rotating Disk Electrode,简称RDE)能够建立均一、稳定的表面扩散状态，易于建立稳态、稳态极化曲线重现性好的优点，通过不同转速精准调控溶液相的传质过程，准确测定扩散过程参数或电化学反应动力学参数。目前电解水制氢的催化剂主要是铂(Pt)贵金属，铂金的高催化活性和化学稳定性在众多化学元素中脱颖而出，其余的非铂材料还一时难以替代铂的重要位置，然而中国铂金矿产储量稀少，高昂的铂金成本，使得氢能商用成本居高不下。“如何理性设计低/非铂的高效长寿命电催化剂并宏量制备”是业内科研热门方向。展开电催化研究就不得不用到旋转圆盘电极装置。当前，随着大国科技竞争加剧，旋转圆盘电极装置这个电化学必备仪器也实现了国产化——DSR数字型旋转圆盘电极装置。 DSR数字型旋转圆盘电极装置由武汉电弛新能源有限公司设计研制，整体性能指标与进口仪器同一水平。DSR数字型旋转圆盘电极在国内设计、国内生产、国内交付、国内售后，对比进口仪器，在下单、结算、交付、售后等方面都非常方便。DSR数字型旋转圆盘电极与进口仪器根本区别在于，DSR是一款专为中国实验室而生，它的设计理念、操作逻辑更符合中国人的习惯。DSR采用数字编码器闭环控制电机转速，处理反馈速度更快，相比于模拟信号仪器，DSR转速控制更精准细腻，读数直观清爽。配套微米（μm）级旋转工作电极，电子收集率和计算转移电子数据更可靠。在实验过程中，用户也可以通过电化学工作站专用对接线对DSR主机进行调控转速，满足实验多样化需求。DSR数字型旋转圆盘电极研发团队有着深厚的电化学技术经验，通过实地调研国内多所985/211高校实验室，聆听用户反馈，仪器设计更具中国特色。DSR旋转圆盘电极采用淡雅的国风“千山绿”格调，科技彰显人文。主机配置带惰性气体流量计和氧气流量计，惰性气体对电解池内吹扫，氧气通入电解液进行氧饱和。此外，还提供加热台等多种选配方案，服务科研实验。当前，中国电化学研究蓬勃发展，DSR数字型旋转圆盘电极装置作为一款先进国产电化学仪器，服务大国科研需求，让科技工作者用得放心、舒心。 

2024年“加快前沿新兴氢能、新材料等产业发展”与“新质生产力”得到科研工作者关注。作为一个有着14亿人口的大国，已经有了“灰氢-蓝氢-绿氢”发展思路，利用可再生清洁能源电解水规模化绿色获取氢气是未来氢能经济发展的必然选择。电解水绿色制氢技术和燃料电池领域的研究，探究低成本、高效率、反应稳定的催化方案，是氢能科研领域比较热门的方向。电解水制氢（绿氢）原理是在直流电的作用下，水分子会在电极上发生电化学反应，分解成氢气和氧气。目前有碱性水电解、质子交换电解制氢和固体氧化物电解水制氢，这三种技术均以来昂贵的催化剂材料——铂金，铂的矿产资源比较稀缺，成本高昂。因此，开发高活性，稳定性以及元素丰富的催化剂以降低铂金贵金属的用量，对于氢能商用化至关重，经济价值不言而喻。研究催化剂，离不开旋转圆盘电极（RDE）这个电化学神器，大多数新开发的催化剂都是在旋转圆盘电极（RDE）中进行测试，通过旋转圆盘电极创造了一个明确的扩散层，可以获得燃料电池和电解H2O反应的动力学参数。（DSR数字型旋转圆盘电极，电化学实验好帮手）以前国内实验室的旋转圆盘电极装置主要从国外进口，货期交付较长。随着我国氢能产业爆发，相关技术研究加速，为了避免西方国家“卡脖子”风险，发展自主可靠的国产旋转圆盘电极装置势在必行。2024年，由武汉电弛新能源有限公司研制的数字型旋转圆盘电极装置DSR横空出世，实现了该仪器的国产化。DSR旋转圆盘电极在性能上与进口仪器一致，拥有“国内制造、国内交付、国内结算、国内售后”的优势，更短的货期，更快的服务，全力保障用户使用。（数字型旋转圆盘圆盘电极装置DSR，数字化显示技术的RRDE）DSR旋转圆盘电极由国内资深电化学应用工程师设计研发，更符合中国实验室操作习惯，采用编码器电机控制，直观读数，调控细腻稳定。银含量＞80%的银石墨碳刷可以让实验电信号无损传输，配置微米（μm）级制造精度的工作电极，获得更好的实验效果。良好的产品体验，周到的服务品质，得到了国内高校师生们喜爱。

3月21日，由中车长客股份公司自主研制的我国首列氢能源市域列车成功试运行，列车成功以时速160公里满载运行，试验数据显示，列车每公里实际运行平均能耗为5千瓦时，达到国际领先水平。是我国轨道交通行业在氢能源技术研发应用中的重要里程碑事件！ 新华社发（中车长客股份公司提供）与此同时，在这个春天，我国氢能技术领域捷报频传，事关氢能电催化研究的尖端仪器设备“旋转圆盘电极装置”，也成功实现国产化，由武汉电弛新能源有限公司研制的——数字型旋转圆盘电极装置DSR启幕上市，中国电化学科研工作者有了自己的国产仪器，助力中国氢能应用！氢能技术原理是氢气和氧气在动力系统进行电化学反应，进而产生电能。这一过程需要铂作为催化剂，在目前的技术研究中，铂的高催化活性、化学稳定性和耐久性得到青睐，据WPIC的统计，每辆燃料电池汽车 使用大30-80克铂金。然而，铂金（Pt）昂贵的价格和稀缺的矿产资源，限制了铂金在氢燃料电池的应用。因此，通过旋转圆盘电极展开超低铂载量氢燃料电池技术研究，对于氢能应用影响深远。当前，旋转圆盘电极市场主要由美国、日本、瑞士等外国仪器厂商把持，对中国氢能技术创新构成潜在的威胁。随着国际形势的复杂变化，大国之间的科技竞争日趋激烈，尖端仪器断供禁运时常发生。中国人必须要有自己的旋转圆盘电极——DSR数字型旋转圆盘电极应运而生！DSR数字型旋转圆盘电极在整体性能与进口仪器一致，它的研发设计更符合中国实验室操作习惯。DSR旋转圆盘电极采用编码器电机控制，数字技术，可以直观准确地读数显示。DSR旋转圆盘电极配置了银石墨碳刷（银含量＞80%）可以实现信号无损传输，润滑性更好。在设计上，DSR旋转圆盘电极将中国艺术的“千山绿”为主色调，沉稳淡雅，凸显东方审美气质。 DSR旋转圆盘电极对比进口仪器，售后服务优势凸显：国内制造、国内发货、国内结算、国内服务，能够快速交付用户，能够快速响应需求，保障实验课题项目顺利推进。目前，DSR旋转圆盘电极由理化香港公司代理销售，在一些高校实验室实现交付应用，仪器体验得到广大师生好评。

‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍2024年，“新质生产力”一词引发热议，加快科学仪器国产化进程得到关注，在全国“两会”上，很多代表委员就“卡脖子”问题提出了解决思路，加快国内科学仪器国产化进程摆在重要位置。随着国际形势深刻变化，断供禁运风险随时可能发生，时代潮涌，中国科研应该如何抉择呢？——以旋转圆盘电极装置为例，谈谈这个问题。 旋转圆盘电极装置是一种基于电化学反应原理研制的科学仪器，最早它只是为了研究固体电极表面上电化学反应的不稳定中间体而设计的。是电极理论与流体动力学结合的产物，因此它也称为流体动力学电极。随着科技的发展，旋转圆盘电极应用领域不断拓宽，在氢燃料电池催化剂研究及评价、锂空气电池研究、电化学动力学研究、氧还原反应（ORR）研究、氧析出反应（OER） 研究、氢析出反应（HER）研究、二氧化碳还原反应（CO2RR）研究、缓蚀剂评价及研究、金属材料腐蚀电位研究等领域有着广泛的应用。 当年陈赓大将问钱学森：“钱先生，您看我们能不能自己造出火箭、导弹来？”，钱学森不假思索地回答：“有什么不能的，外国人能造出来的，我们中国人同样能造得出来，难道中国人比外国人矮一截不成！”这样的精神，在旋转圆盘电极装置领域也是同样如此。‍‍‍‍‍‍‍‍ 2024年，由武汉电弛新能源有限公司研制的数字型旋转圆盘电极装置（DSR）问世，DSR有很多创新之处。‍‍‍‍  （DSR数字型旋转圆盘电极装置适用于氧还原反应ORR、氢析出反应HER等实验研究）DSR数字型旋转圆盘电极装置一大特点就是立足数字控制技术，采⽤编码器电机控制，数字技术，转速更精确，更稳定，比美国进口的模拟信号旋转圆盘电极装置更适合中国实验室操作习惯。在配置上，DSR标配优质银石墨碳刷（含银量＞80%），配置15mm旋转杆，杆超准直，μm级制造精度的工作电极，确保高度收集率及计算电子转移数。    （DSR数字型旋转圆盘圆环电极装置满足电化学多样化实验需求） 如今，DSR数字型旋转圆盘电极已经在国内上市，没有限运风险，全国物流通达，售后服务有保障！‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍

微生物燃料电池（Microbial Fuel Cells，MFC）是一种利用微生物将有机物质转化为电能的装置。它模拟了自然界中微生物的代谢过程，将生物化学能转化为电能，具有绿色、环保、可持续等优点。近年来，微生物燃料电池在生物发电领域引起了广泛关注。 微生物燃料电池原理微生物燃料电池主要由阳极、阴极和质子交换膜组成。阳极和阴极之间的质子交换膜起到了隔离两极溶液、传递离子的作用。在阳极区域，微生物通过代谢有机物质产生电子和质子，电子通过外电路，质子则通过质子交换膜传递到阴极。在阴极区域，电子和质子结合氧气生成水，从而形成整个电路回路。 参考资料：微生物燃料电池，Bruce E.Logan 参考资料：微生物燃料电池处理奶牛场污水产电效果研究，刘璐 微生物燃料电池的关键在于微生物的选取和电子传递过程。目前，研究者们已经发现了多种具有电化学活性的微生物，如Geobacter、Shewanella等。这些微生物能够将有机物质作为电子供体，将电子传递到电极上，从而产生电能。 生物发电应用前景微生物燃料电池作为一种新型的生物发电技术，具有广泛的应用前景。首先，微生物燃料电池可以利用各种有机废弃物，如农业废弃物、污水、污泥等，实现资源的循环利用，降低环境污染。其次，微生物燃料电池具有较低的运行和维护成本，适合在偏远地区、发展中国家等地推广。此外，微生物燃料电池还可以与其他可再生能源技术相结合，如太阳能、风能等，实现能源的互补和优化。目前，微生物燃料电池在生物发电领域已经取得了一定的进展。例如，我国科研团队成功研发了一种以生活污水为底物的微生物燃料电池，实现了对污水的净化和发电。然而，微生物燃料电池在实际应用中仍面临一些挑战，如电流密度低、稳定性差、电极材料成本高等。因此，进一步优化微生物燃料电池的性能和降低成本是生物发电领域的重要研究方向。 电压测试技术与氢燃料电池类似，单个MFC电池能产生的电压一般为0.3~0.7 V。其产生的电流十分微小，因此一般在研究小型的MFC时并不直接测量电流，而是测量外电阻上的电压。MFC能产生的最高电压是开路电压OCP，随着电阻的减小，电压值也在减小。因此，对于MFC的电压测试技术在微生物燃料电池的研究和应用中具有重要意义。通过对电压的实时监测，可以了解微生物燃料电池的运行状态，优化操作条件，提高发电效率。目前，电压测试技术主要包括电极电位测试、开路电压测试、负载电压测试等。 洛克泰克的解决方案 湖北洛克泰克仪器股份有限公司一直关注微生物燃料电池研究，目前已经推出了单室、双室、三室、四室 MFC微生物燃料电解池，以及RTK MFC-12V/24V多路MFC电压测试仪。RTK MFC-12V/24V提供12或24路电压测量通道，可在0~1 V量程范围内达到0.001 V的高测量精度，是微生物燃料电池研究领域广泛使用的多路微小电压测量装置。   双室MFC 三室MFC 四室MFC 双室MEC 可灭菌单室MEC 

‍‍为了降低质子交换膜燃料电池的制造成本，我们通常会使用颗粒很小但表面积很大的碳颗粒负载催化剂在电极上。这种催化剂在阳极帮助质子很快地传递到膜上，而在阴极则协助产生水。质子导电电解质如Nafion在这个过程中扮演着重要角色，它有效地将质子在催化剂层内传递。质子导电电解质的存在让催化剂能在三维空间里发挥作用，只有那些直接接触膜的催化剂才能发挥作用，其他部分催化剂会被浪费掉。新制造的低负载催化剂PEM燃料电池在开始运行时不会立即达到最佳性能，通常需要一个预处理或磨合期。在这段时间内，电池性能会逐渐提高，根据不同的元件组合可能需要数小时甚至数天。这段时间不仅消耗了氢燃料，还会延长整个燃料电池调试过程。本研究通过三种不同的PEM燃料电池活化方法（1，2，3）对催化剂性能提升的影响进行了分析： 一、先CO氧化剥离再升高温度和压力（升温升压）活化图1 铂负载0.17 mg cm-2 时CO氧化剥离与升温升压结合对燃料电池性能的影响 阴极由30%的Nafion和70%的E-TEK 20% Pt/Vulcan XC-72组成，Pt负载为0.17 mg cm-2。 测试在35℃的电池温度下进行，氢气和空气加湿温度为45℃(35/45/45℃，电池温度35℃，阳极增湿45℃，阴极增湿45℃。曲线1为电池经过4 h以上的磨合过程后的性能。在大多数时间内，将电池电压设置在0.4 V左右，并在上述温度下周期性地将负载从OCV扫至0.1 V左右。在此过程中，电池性能逐渐提高，但约3 h后，电池性能不再明显提高。然后进行了3次CO氧化剥离循环。第一次、第二次、第三次CO氧化剥离后的燃料电池性能分别用曲线2、3、4表示。如图所示，每次CO氧化剥离后，燃料电池的性能都有了相当大的提高。当进行第四次CO氧化剥离时，没有观察到进一步的增加。因此，曲线4代表了该MEA使用CO氧化剥离所能达到的最佳性能。将燃料电池暴露在一个升温升压过程中，在75/95/90℃和20/30 psig下持续1小时。在条件返回到35/45/45℃后，再次测量其性能。图1中的曲线5说明了燃料电池的性能得到了进一步的提高。实际上，无需进行四次CO氧化剥离，仅进行升温升压活化即可达到曲线5所示的性能。换句话说，如果使用升温升压进行活化，从性能的角度来看，不需要进行任何预先的CO氧化剥离活化。最后发现，如果在升温升压活化后进行CO氧化剥离，燃料电池的性能可以进一步提高，如图1曲线6所示。如果在第一次活化之后重复使用升温升压进行另一次活化无法实现性能提升。显然，在升温升压活化后进行CO氧化剥离可以进一步提高燃料电池的性能。图2 铂负载0.3 mg· cm-2 时CO氧化剥离与高温高压相结合对燃料电池性能的影响在阴极Pt负载为0.3 mg· cm-2的催化剂涂层膜(CCM)上进行了类似的测试，结果如图2所示。曲线7是燃料电池在磨合过程完成后的性能。曲线8和曲线9表示两次CO氧化剥离后的性能。第三次CO氧化剥离时，性能与曲线9相似。因此，曲线9代表了CO氧化剥离所能达到的最佳性能。然后在75/95/90℃和20/30 psig下使用升温升压进行活化1小时。之后在35/45/45℃下的燃料电池性能如曲线10所示。显然，升温升压活化实现了显著的增加。当进行额外的CO氧化剥离时，燃料电池的性能再次提高，如曲线11所示。二、先析氢再升温升压活化图3 升温升压结合析氢对燃料电池性能的影响曲线12是完成磨合过程的性能。曲线13、14、15为三次析氢活化循环后的表现。第一次析氢比第二次更能提高燃料电池的性能，第二次比第三次更能提高燃料电池的性能。之后，将燃料电池暴露在75/95/90℃和20/30 psig的条件下1小时。活化后，再次测试燃料电池在35/45/45℃下的性能，结果如图3曲线16所示。通过此活化实现了性能的进一步提高。当使用升温升压进行第二次活化时，当电流密度低于1.3 A· cm-2时，燃料电池的性能略有提高，但当电流密度高于1.3 A· cm-2时，性能略有下降。三、先升温升压再析氢和CO氧化剥离    图4升温升压结合析氢和CO氧化剥离对燃料电池性能的影响曲线19（对比曲线18）显示，在活化步骤后，在75/95/90℃和20/30 psig下使用升温升压，持续1小时，观察到性能显著提高。然后进行析氢步骤，实现了性能的提高(曲线20与19)。析氢后，进行CO氧化剥离，但没有观察到性能的提高(曲线21与曲线20)。这些结果表明，在使用升温升压活化后，无论是析氢还是CO氧化剥离都能够将燃料电池推向最大性能。四、结论这些活化方法是(1)升高温度和压力，(2)析氢，(3) CO氧化剥离。这些方法中的任何一种都可以有效地激活PEM燃料电池，但仅使用一种方法无法完成活化。当方法(2)或(3)在方法(1)之前进行时，活化结果与方法(1)本身相似。换句话说，在实施方法(1)之前，不需要按照方法(2)或(3)进行任何激活。 燃料电池测试系统980pro但是，在方法(1)之后进行方法(2)或(3)时，可以进一步提高燃料电池的性能，在这种情况下，使用方法(2)或(3)都可以获得类似的结果。因此，活化程序的最佳组合是在高温高压下进行活化，然后进行析氢或CO氧化剥离，这样才能最大限度提升燃料电池的性能。参考文献 [1] Xu Z , Qi Z , He C ,et al.Combined activation methods for proton-exchange membrane fuel cells[J].Journal of Power Sources, 2006, 156(2):315-320.DOI:10.1016/j.jpowsour.2005.05.072.以上内容由理化有限公司技术中心整理，有不足之处请指正，转载请注明出处。‍‍

为更好服务广大客户，推进对外联系渠道及企业标识的统一，让各类电话精准、快速触达公司内部各分支部门，实现高效、专业式响应，理化有限公司2024服务升级，正式开通400全国统一服务热线：400-8755-985您的关注，我们关心400服务热线不仅是一个电话号码，更是理化有限公司对广大客户、经销商，员工的承诺和责任。您所关注的，便是我们关心的。400服务电话以“为您提供高效、高满意度的服务“为追求，全心全意力争做到极致！

2月1日下午，理化（香港）有限公司召开2023年度工作总结表彰大会，此次大会以“顺势而为、大展宏图”为主题，公司董事长作主旨演讲，大家回顾了2023年发展历程，确定了2024年工作总方针。在新的一年，理化（香港）公司踔厉奋发，谱写新的辉煌篇章！在总结大会上，公司董事长指出，2023年国内经济下行压力和国际形势复杂变化，“不确定性”深刻影响着广大民营企业。处在时代变局之下，挑战与机遇并存。一年来，全体员工坚守岗位，各项工作稳步推进，不负客户期待，圆满完成全年目标。展望2024年，战略目标清晰。公司董事长以“一盆三角梅”的的故事，揭示了一个公司应有的坚持和韧性，生动描绘了新的发展蓝图，确立了“旋转圆盘电极专家”和“精于燃料电池测试”的核心定位。燃料电池测试系统980pro充分发挥理化（香港）公司在“旋转圆盘电极”领域16年深厚运营服务优势，构建应用技术服务体系，赋能产品营销服务。聚焦“新能源”这个时代风口，顺势而为，主动作为，不断升级完善品质服务保障，助力新质生产力！会上还进行了年终表彰仪式，颁发了理化（香港）公司2023年度“最佳优秀员工”、“最佳服务部门”等荣誉证书奖励。在新的一年，理化（香港）公司将全力以赴，不负韶华，服务用户，开创未来！

随着生物、冶金、材料和环境等学科不断融合和发展，电化学测量技术的应用越来越广泛，旋转圆盘电极装置作为电化学必备仪器，在评价氧还原催化剂催化机理、金属腐蚀机理研究、电化学动力学研究等领域，有着重要应用。（旋转圆盘电极装置）当前，国内很多高校实验室配备了旋转圆盘电极装置，优质的维保服务对于延长仪器寿命、保证实验数据精准，具有重要意义。在日常使用过程中，如何选择维保服务呢？可以从以下几个方面考虑。1、 丰富备件库资源衡量旋转圆盘电极装置商家综合实力的一个重要指标就是“备件库资源”。备件库规模与仪器销售量成正比，仪器销售越旺盛，备件资源就越丰富，服务更完善。用户可以迅速获得所需型号配件耗材，不耽误宝贵的科研时间。2、 原厂培训的售后服务人们买车保养愿意选择4S店，不仅因为拥有原厂备件库资源，更看重了原厂培训的售后服务。仪器行业亦是如此，不同层次的旋转圆盘电极维保质量与使用寿命息息相关，原厂培训的售后工程师不仅可以快速地排解各种故障，还可以提供1对1专业指导服务，纠正错误的使用习惯，并根据用户实验需求，提供应用支持方案。3、 一线品牌运营经验选择旋转电极装置维保服务，商家品牌很重要。在旋转圆盘电极领域，美国PINE公司独树一帜，产品质量与服务处于一线梯队。早在2008年，理化（香港）公司将美国PINE公司原厂制造的旋转圆盘电极装置引入中国大陆，16年的一线品牌运营经验，理化（香港）公司积累的深厚的专业经验，售后维保质量服务得到广大师生朋友们喜爱。

1、确认故障原因：首先，需要确定故障的具体原因。例如，可能是电源问题、电路故障、机械部件磨损或连接线松动等。通过检查和测试，找出导致故障的根本原因。2、断开电源：在进行任何维修工作之前，务必断开电源，并确保设备处于安全状态，避免电击和其他意外事件发生。可以拔掉电源插头或关闭主机的电源开关。3、检查电源和连接线：检查电源线路和连接线是否完好无损，确保没有断裂、磨损或松动的情况。如有问题，及时更换或修复电源线路和连接线。4、检查旋转圆盘电极主机，需要检查它们是否存在损坏、磨损或堵塞，异响等问题。如果发现机械部件故障，可能需要修复或更换相应的零件。5、恢复电源并测试：在完成维修和更换工作后，重新连接电源，并进行必要的功能测试，以确保故障已经解决并恢复正常工作状态。值得注意的是，旋转圆盘电极主机属于精密的设备，对维修人员的专业技能要求较高。如果您不具备相关的维修知识和技能，建议寻求专业的技术支持。

旋转圆盘电极装置是一种用于实验室或工业研发的专业仪器，广泛应用于现代电化学实验过程。是电化学测量的重要工具之一，适用于研究电极反应的中间产物，研究电极过程作用机理，在金属腐蚀的过程研究、化学电源、电分析化学和电有机合成方面得到了广泛的应用。可广泛用于氢燃料电池催化剂研究及评价；锂空气电池研究，电化学动力学研究；氧还原反应（ORR） 、氧析出反应（OER）研究。有了旋转圆盘电极装置这个“电化学好帮手”，减少或消除扩散层的因素影响，建立稳态、稳态极化曲线，利于数据结果重现。（理化（香港）公司：旋转圆盘电极装置MSR经典款）旋转圆盘电极装置是一套精密的实验仪器，良好的使用操作习惯，专业的日常维保，让我们的仪器使用寿命更久。日常使用旋转圆盘电极装置时应该注意哪些问题？1、 控制电极浸入深度和主机转速 在测量电极使用的时候，不宜浸入太深，过浅则实验反应不稳定，过深则可能造成数据较大偏差。一般来说，深度2-3cm较好，可以满足充分反应需求。在使用旋转圆盘电极装置的实验中，要合理控制主机转速，遵循“逐级调速”的原则，不宜剧烈加速。通常初期阶段将转速控制在1600 rpm即可，而后根据实验设计要求，渐进稳定调整转速值。（科研工作者使用MSR进行电化学实验）2、 保持碳刷与旋转杆良好接触在使用旋转圆盘电极装置的过程中，有不少用户反馈产生有听到“异响”的情况，这是怎么回事呢？异响的来源，通常有两种原因。一种是由于旋转圆盘电极装置的电机在转速非常高的旋转状态下，产生轻微振动噪音，这是正常异响现象。另一种因素，则可能是旋转杆与碳刷接触不良导致的。这就要求我们在安装旋转杆的时候，合理调整力度，螺丝不能过紧过松，保持旋转杆与碳刷之间良好接触。（理化（香港）公司MSR配件——6MB旋转杆）3、 定期检查电极与旋转杆磨损情况  仪器与配件的关系好比汽车发动机与零配件，要想经久耐用，就必须要勤保养、勤更换，让仪器更好地服务科研实验，助力论文发表。比如，有些电极磨损严重，结果在实验中”烧毁”；有的旋转杆在日常使用时不注意，产生一些外力形变；有的因为其他实验活动干扰，电极和旋转杆沾上某些杂质、污染物。很多细微的扰动，都会对数据结果造成影响。（进口的盘环电极）因此，在日常管理中，要定期检查电极、旋转杆的磨损情况；实验前要仔细检查各工作电极、旋转杆的状态。该报废的要及时报废，该更换的一定要及时换上去，以确保我们的实验正常推进。  

聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)凭借高效、低排放的优点被普遍认为是一种最有前途的能源设备和电力运输系统。解决掉PEMFC的高成本以及耐用性有限、稳定性差的问题，就成为了实现商业化应用的关键。研究发现，PEMFC的性能与相对湿度、背压、氢气和气体化学计量比、电池温度等各种操作参数密切相关。1、背压对PEMFC的极化曲线和EIS曲线的影响图1 不同背压下PEMFC的极化和功率密度曲线(0、0.3和0.6 bar)图1中显示了0、0.3和0.6 bar背压下，商业Pt/C（Johns Manville Corporation GM Pt/C）在25cm²的PEMFC中极化和功率密度曲线。随着背压从0到0.6 bar变化，PEMFC在0.4V电压下电流密度从1370 mA/cm²分别增加到1400 mA/cm²和1450 mA/cm², 而0.7V电压下电流密度从476 mA/cm²增加到588 mA/cm²和708 mA/cm²。可以发现，PEMFC的电流密度随着背压增大而明显增大。图2 不同背压下PEMFC的电化学阻抗 (0、0.3和0.6 bar)图2中显示了0、0.3和0.6 bar背压下，该PEMFC在0.8 V下频率范围为0.1Hz至10kHz的阻抗图谱。经过Zahner和Zview软件解析发现不同背压下，R1（欧姆电阻）从1.54 mΩ略微下降到1.52 mΩ，而R2（阴极电荷传递阻抗）从7.48 mΩ显著下降到5.29 mΩ，最后降低至3.48mΩ。相反的是，R3（阳极电荷传递阻抗）从0.76 mΩ增加到1.29 mΩ。在不加背压时，极化曲线显示了一个明显的欧姆极化电压降，这与阻抗图谱中显示的变化一致。在较高的背压下，使气流饱和所需的水，比低背压下所需的水少。证实了较高的背压下，质子膜的加湿性和导电性得到改善，从而降低了欧姆电阻和阴极电荷转移电阻。2、相对湿度对PEMFC的极化曲线和EIS曲线的影响图3 不同相对湿度下PEMFC的极化和功率密度曲线 (64、70、80和100%)图3显示了0.3bar背压下，PEMFC的极化曲线和能量密度在不同相对湿度下的变化。当相对湿度从64%增加到70%时，0.4 V电压下的电流密度从764 mA/cm²增加到790 mA/cm²，在0.7 V电压下，从405 mA/cm²到453 mA/cm²。然而，在相对湿度从70%到80%再到100%的情况下，0.4 V电压下电流密度分别降至744和588 mA/cm², 0.7 V电压下电流密度分别降至424和364 mA/cm²。可以发现，在同一背压下，PEMFC的电流密度随着相对湿度升高呈现出先增大后减小的趋势。图4 不同相对湿度下PEMFC的电化学阻抗 (64、70、80和100%)通过拟合解析可知，在不同的相对湿度下，PEMFC的欧姆阻抗（R1）都在1.92 mΩ间波动。当相对湿度提高到70%时，阴极转移电阻(R2)首先从8.34 mΩ下降到8.23 mΩ。相对湿度为80%和100%时，阴极转移电阻继续增大，分别达到9.32 mΩ和9.49 mΩ。阳极电荷转移电阻(R3)也有类似的变化趋势，相对湿度在64%时为1.19 mΩ，为70%时达到最低值0.54 mΩ，在80%时为2.48 mΩ，在100%时为3.24 mΩ。在相对湿度为64%时，Nafion型膜无法吸收足够的水分以获得适配的水合作用，从而影响离子电导率，从而产生更高的电池电阻。当相对湿度从70%增加到100%时，阴极和阳极电荷转移电阻急剧增加，造成PEMFC性能急剧下降。3、空气化学计量比对PEMFC的极化曲线和EIS曲线的影响图5 不同空气化学计量比下PEMFC的极化和功率密度曲线 (2.5、3、3.5)当空气化学计量从2.5变为3和3.5时，0.7V电压下的电流密度从621 mA/cm²变化到584 mA/cm²和598 mA/cm²，0.4V电压下的电流密度从1417 mA/cm²增加到1564 mA/cm²和1686 mA/cm²。由此可见，不同空气化学计量比下，PEMFC在低电流密度区域和高电流密度区域性能呈现出差异性变化。当进入流道的空气流速增大时，电化学反应更平稳，整体性能更好。然而，在低电流密度范围内，空气化学计量比为2.5时表现出较好的性能。这可能是由于流速较慢，水合条件较好，对空气量的需求较低。图6 不同空气化学计量比下的PEMFC的电化学阻抗（2.5、3、3.5）不同空气化学计量比下，欧姆电阻（R1）和阳极电荷转移电阻（R3）基本保持稳定，分别为1.59 mΩ和2.38 mΩ左右。空气化学计量量为2.5时阴极电荷转移电阻最高，随着空气化学计量量从3提高到3.5，阴极电荷转移电阻从5.36 mΩ仅变化到5.5 mΩ，几乎无变化。当空气化学计量比由2.5变化至3.5时，PEMFC在高电流密度范围内的性能得到明显改善，而在低电流密度范围内的效果不太明显。阴极电荷转移电阻随着空气化学计量比的增大而减小（图6）。可以推断，在空气化学计量比为2.5，空气含量相对不足，大多数电流密度范围内，自产水较少和膜的含水量较低，使得膜的离子电导率相对较低。当空气化学计量量为3和3.5时，空气供应充足，水管理得到改善，PEMFC的阴极转移电阻也就几乎保持恒定。4、结论燃料电池的背压对其性能有着重要影响。背压较高时，可以提高湿化率、降低阻力损失、加快反应速度，从而改善整体性能。研究还发现，相对湿度转折点设置在70%时，可以平衡膜的干燥和水合作用，保持适当的电池含水量，避免局部水淹。同时，适度提高空气化学计量比可以改善燃料电池的整体性能和低电压空间电流。燃料电池测试系统980pro最后，研究中对背压、相对湿度和空气化学计量比与PEMFC极化曲线和阻抗的变化规律进行了探究，为相关研究提供了参考和依据。但不同MEA实际的变化趋势和测试需求可能不同，因此未来还需更多样本的多样化研究。参考文献[1] Zhang,Q,Lin,et al.Experimental study of variable operating parameters effects on overall PEMFC performance and spatial performance distribution[J].ENERGY -OXFORD-, 2016.以上内容由理化有限公司技术中心整理，有不足之处请指正，转载请注明出处。

旋转圆盘电极装置（RRDE）是一种广泛应用于电化学、氢燃料电池催化剂评价、金属腐蚀、氧还原等科研活动的实验装置。旋转圆盘电极装置通过电极转速在溶液中形成匀速扩散层厚度、获得分布均匀的电流密度，消除浓差极化，为实验探究活动创造良好的控制变量条件。在日常科研活动中，科学地对仪器进行保养维护，不仅有助于延长使用寿命，对于实验探索也大有裨益。在日常使用中，旋转圆盘电极装置的科学保养要注意3个方面。1、 主机勤保养一套有旋转圆盘电极装置有主机、配件（电极、电极、旋转杆等）及周边（电解池、碳纸碳布、旋涂/磨抛装置等），主机维保是重中之重。虽然在正确的操作规程下，主机基本上不会出现故障问题，但由于实验室仪器较多，环境复杂，易受积尘、潮湿、腐蚀性气体/液体等因素影响。因此，旋转装置圆盘电极装置主机保养要做好这些内容：及时清除积尘杂屑、定期检查开关/线缆、电极绝缘状态、主机漆面涂层擦拭维护、密封圈密封状态检查等。主机设备长时间不使用，应妥善存放专门的包装盒中，注意干燥、避光，电极与主机分拆存放，避免受外力毁坏。2、 配件勤更换对易损耗配件要勤于维保，这样才能保持仪器始终保持最佳状态运行。 例如，使用参比电极时，应严格按照校准流程，每隔一段时间应更换内置溶液。日常保养中，电极应常温干燥避光保存，好的实验习惯也可以增长电极使用寿命。在科研探索中，“数据如生命”，干净可靠的数据结果至关重要。一个实验项目历经理论预研、实验设计、动手实操、结果分析等环节，其间耗费科研团队大量的时间精力，如果因为某个电极状态不佳而影响到测试结果，这就“因小失大”了。因此，要对参比电极、对电极、盘环电极等电极配件勤检查、勤更换。3、 维保服务要选对设备维保是一项技术门槛较高的活动，需要专业工程师拆修维保、需要专业工具进行调试安装、需要用到原厂配件进行更换，需要出具全面检修报告，专业可靠的维保服务让我们的仪器设备焕然如新，省心放心。中国旋转圆盘电极维修中心——理化（香港）有限公司，是国内专业规模的旋转圆盘电极装置全方案服务商，拥有十余年的旋转圆盘电极（RRDE）服务经验，业务网络覆盖全国31省份，拥有国内领先的旋转圆盘电极装置备件库，类型丰富、型号齐全，提供专业的配件耗材更换服务。原厂培训工程师的专业维保服务品质保障每一套设备状态优良。此外，理化（香港）公司精耕电化学多年，拥有多品牌仪器业务渠道。涵盖了“质子交换膜燃料电池（PEMFC）测试系统、碳纸碳布、极谱仪、电解池、旋涂/磨抛装置”等一站式仪器服务，这些仪器与旋转圆盘电极装置形成“黄金组合”，助力科研创新！

质子交换膜（PEM）燃料电池是一种以“可传导离子聚合膜”为电解质的新型燃料电池，使电池运行处于高效稳态，且拥有简洁的水热管理和节能特点，能够适应较宽的温差范围，广泛应用于电动汽车、便携式电源、航空航天等领域。气体流量精密控制是质子交换膜（PEM）燃料电池技术研究的重点。通过980Pro燃料电池测试系统展开气体控制研究，探索科学合理的控制策略，进而提升燃料电池单体的电化学性能，具有较高的科研价值。（1） 基于数学建模的仿真研究通过燃料电池测试系统配套软件编程，从电化学域、流体力学域以及热力学动态域对PEM燃料电池进行了精确建模，可建立多参数耦合模型、电流阴/阳极流量模型、加湿/热管理模型，研究膜电极内各化学组分和电流密度分布情况，比较不同流量、湿度、温度、气压条件下的运行状态。通过关联性测输入/输出关系，仿真模型与实验数据的对比，探索技术创新方案。（用户应用980Pro进行数学建模）980Pro燃料电池测试系统具备每秒5point快速数据提取速度，勾选式测试条件编辑画面，便于快速编程建模，重点数据单独显示，具备安全逻辑，确保电池测试稳定性。（2） 基于气体分配的策略探索燃料电池系统的运行过程是“气—水—热—电—力”复杂多物理场共同作用，气体组分的研究首当其冲。燃料电池系统启动过程中，向氢气管路供给高纯度氢气，然后对电堆进行电子负载，避免出现局部欠气或严重的氢氧界面事故。电堆气体分配影响各单电池燃料气体供给的充分度，而单电池的扩散层质量传递好坏决定反应能够很好的发生[1]。通过PEM燃料电池测试系统研究“气体配比”策略，对于探索燃料电池安全效益、节能效益、预期寿命具有重要意义。（980Pro气体配比模块）980Pro燃料电池测试系统可应用于混合气体动态配比（0-100%），预置98种可选气体，采用NIST可溯源校准证书的气体流量计。不同的气体介质下进行切换，以全面评估燃料电池的性能和工作状态。这些优势将有助于促进燃料电池技术的发展和应用。（3） 基于气体控制的安全系统燃料电池系统包括“氢气供应、氧气供应及氮气供应”三大气体供应模块。基于气体控制的安全系统也是研究的重点。氮气吹扫是一个重要的过程。氮气具有较强的惰性优势，不会与底层物质发生反应，吹扫过程确保阴极、阳极不会有液态水存在。980Pro燃料电池测试系统具备“氮气吹扫”功能，内置硬件船游氢气传感器，可在软件上设置报警值（最大可设40000 ppm），预设PID自动调节功能，可稳定控制气体压力、温度。参考文献1、《PEM燃料电池气体分配、质量传递与电化学模型及应用》 武汉理工大学 艾勇诚

随着“双碳”战略深入推进，中国加速能源结构转型。氢能作为一种绿色、高效的二次能源，在交通领域有着广泛的应用场景和应用潜力。发展氢能离不开全产业链检测技术的发展，据我国《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》目标：到2025年，燃料电池车辆保有量约5万辆。氢能相关测试设备市场规模有望超过20亿。燃料电池测试是实现燃料电池技术进步的必要条件，具有“数字化、模块化、可拓展”的特点。一个完整的燃料电池测试系统应该包含：气体供应系统、温度和压力控制系统、增湿系统、安全报警系统、电子负载、数据采集及控制系统以及热管理系统。燃料电池测试系统主要测试项目有：综合性能测试、耐久性测试、环境适应性测试等。1、 综合性能评估电堆是燃料电池的心脏，是动力来源。然而电堆系统结构复杂，任何模块的设计失误都会导致整个系统故障，危害车辆安全。通过燃料电池测试系统对电堆性能进行综合评估，有助于研究人员发现问题，探索解决之道。电堆性能测试包括稳态试验、I-V特性测试、极限电流测试、气体计量比测试、过载试验、温湿度影响测试、杂质影响试验等。以980Pro燃料电池测系统为例，该系统具备“0V启动，满电流带载”、“气体配比0.01%-100%”、“反极带载、自动背压”和“大电流，0-240A”等4大技术优势，软件操作界面简洁，可快速编程测试，帮助研究人员全面展开电堆测试项目，完成电堆性能评估工作。2、 耐久性策略研究耐久性是制约PEM（质子交换膜）燃料电池大规模应用的主要障碍之一，尤其是面对车用质子交换膜燃料电池的复杂工况（启动、怠速、加速、减速）运行状态下的寿命预测研究。通过燃料电池测试系统展开耐久性控制策略研究，掌握性能衰减（尤其是膜电极衰减）机理。膜电极的性能衰减是电堆性能衰退的重要因素。膜电极经过长时间工况循环，出现阴极催化层厚度变薄，铂（Pt）颗粒呈不同程度长大，从而影响PEM（质子交换膜）燃料电池的耐久性。在耐久性实验中，我们可以模拟燃料电池使用环境（温度、湿度、负载、氧还原循环等）展开测试。理化（香港）有限公司代理的980Pro燃料电池测试系统可进行PEM（质子交换膜）燃料电池多参数极化曲线测试，具备燃料流量/温度/湿度控制及回传量测功能，设有恒电流、恒电压、恒功率负载控制模式，配置了内阻测量、电池性能拉载、多段式电流范围切换、半电池电性分析、浓差实验、气体计量比/毒化测试等功能，能满足多样化实验需求。关于理化理化（香港）有限公司成立于2008年，是一家专业提供氢燃料电池测试仪器的公司，致力于为全球客户提供氢燃料电池相关产品和应用服务。产品包括旋转圆盘圆环电极装置、氢燃料电池测试设备、碳纸碳布（气体扩散层）等。迄今为止，理化（香港）有限公司已为10000多家客户提供了全方位的服务，以优质的产品和专业的应用支持赢得了客户的信任和赞誉。我们一直不断地提升自身技术水平，在保证产品质量的基础上，与用户紧密合作，共同开发实验技术，为客户提供更加优质的服务体验。我们拥有丰富的应用支持经验，不仅仅提供优质仪器设备，更能与客户紧密合作，为客户提供全面的应用解决方案，解除客户后顾之忧。我们积极面向全球市场，不断优化我们的产品线和服务体系，为客户提供更加高效、精准的 测试仪器解决方案。

2023年12月11-13日，理化（香港）有限公司作为大会赞助商，携代理产品pine旋转圆盘圆环电极装置、电弛燃料电池测试系统980pro等亮相海南省海口市2023年中国化学会第一届电化学能量转换研讨会。中国化学会第一届电化学能量转换研讨会由中国化学会电化学专业委员会和海南大学联合主办，此次盛会吸引了来自全国各地的300多名专家学者和研究生代表，聚焦电分析化学领域的最新成果和前沿进展，探讨促进学科发展的新路径。大会现场实况作为专注于电化学领域研究的综合性代理企业，理化（香港）有限公司现场展示了明星产品旋转圆盘圆环电极装置MSR和用于氢燃料电池安全评价的燃料电池测试系统980等， 现场展台吸引了众多专家学者和高校师生的关注。展台现场实况与会期间，理化（香港）有限公司的专业团队与专家们进行了深入的技术交流和研讨，分享了燃料电池测试系统980pro产品的“0V启动满电流带载、气体配比0~100%，反极带载及240A电流”的4大技术特点、应用案例和未来发展方向等。电弛燃料电池测试系统980pro此次参展不仅是理化（香港）有限公司积极参与学术交流、提升服务水平的重要举措，更展示了公司与专家学者之间紧密的合作关系。来自厦门大学等10多所高校的师生与理化团队进行了热烈的技术和产品交流，并达成了丰富的合作意向。这进一步验证了理化（香港）有限公司在电化学领域的良好声誉。未来，理化（香港）有限公司将持续提升公司的综合服务质量，助力高校及科研机构在电化学领域取得更加卓越的研究成果。

理化动态丨诚挚邀请参与“中国化学会电化学能量转换研讨会” 由中国化学会电化学专业委员会和海南大学联合主办的“中国化学会第一届电化学能量转换研讨会”将于2023年12月11-13日在海口观澜湖度假酒店召开。 作为本届活动赞助商，理化公司将携MSR旋转圆盘电极装置、980系列PEM燃料电池测试系统及电化学服务方案亮相，涉及电催化研究、氢燃料电池测试、质子交换膜燃料电池等领域，在本次展会上，理化将展示专业服务理念，阐述理化在氢能技术领域的探索。  在“双碳”战略引领下，氢能成为中国能源转型的重要抓手。产业变革，科技先行。高效制氢技术、氢燃料电池测试、电催化材料研究、氢能储运等领域都在寻求技术突破。创新离不开实验探索，先进的仪器设备让科研事半功倍！作为国内知名的仪器服务商，理化公司深耕电化学领域十多年，拥有专业的电化学仪器服务团队秉承“用户第一、服务至上”的理念，积极引进国内外先进品牌设备，助力高校、科研院所实验研究，为中国电化学发展，贡献一份力量。理化（香港）有限公司展位号A9，诚邀您相约海南，不见不散！ 

2023年7月22日，厦门大学在翔安校区如期举行了“电化学研究范式”暑期班活动。本次活动吸引了约200多名学者参与培训，探索了电化学领域的前沿知识和技术。通过本次暑期班，同学们深入了解了电催化原理、电化学阻抗技术、电催化测试实验数据及智能计算电化学等内容。尤其值得一提的是，连续三天下午的实验高潮，学生们频频亲身操作、体验最经典的先进实验设备之美国PINE旋转圆盘电极（MSR)。具体来说，PINE旋转圆盘电极是一种常用于电化学研究的装置，通过加速物质在电极表面的扩散过程，提高反应效率和灵敏度。这一设备不仅在实验室中发挥着重要作用，更为电化学研究带来了无限的可能。目前理化（香港）有限公司代理的PINE旋转圆盘电极(MSR)在中国累计约有2000多家高校和研究院所应用，可以说积累了大量的用户基础及应用解决方案。本次暑期班的实验课程以PINE旋转圆盘电极为基础，利用其独特的旋转机制，结合电催化原理和电化学阻抗技术，学者们在老师指导下开展了一系列动态实验。实验过程中，他们掌握了实验设计、数据采集和分析等关键技能，加深了对电化学领域的理论和应用的理解。7.22-7.24日这三天，除了理论与实践的精彩呈现，活动还为学者们开启了与电化学专家交流的大门。他们与老师们进行深入的研究探讨，分享彼此的研究成果和思考，获得了宝贵的学习机会。这次暑期班不仅是一次知识的盛宴，更是学者们在电化学领域的一次奇幻之旅。暑期培训班课程仍在如火如荼的进行中.....理化（香港）有限公司期待您赶紧加入这场奇幻之旅！！

    近日，Analytical Chemistry期刊报道了将RDE旋转圆盘电极倒置与气相色谱GC联用，用于CO2电催化还原研究。RDE电极为定制的Ag电极。通过将美国PINE公司经典旋转圆盘电极装置MSR加以改造，配合密封装置及WD200电化学工作站，可以将RDE电极倒置旋转，有利于精准传质控制，并且气相产物不易在电极表面聚集，结合气相色谱，定量分析。理化（香港）有限公司拥有十余年的分析仪器销售经验，可提供相关实验室的完整解决方案，是美国PINE电化学产品在大中华地区的总代理，专为客户提供售前、售后、应用以及销售服务，欢迎咨询！  

    近日，理化（香港）有限公司顺利地向“先进能源科学与技术广东省实验室佛山分中心”佛山仙湖实验室交付了4套美国PINE公司的MSR旋转圆盘圆环电极装置和WaveDriver 200电化学工作站联用系统。                    △WaveDriver 200与MSR产品交付（图1）     仙湖实验室是由佛山市人民政府与武汉理工大学于2019年共建成立的，借助佛山市在氢能源领域的产业基础，专门致力于氢能和燃料电池等新能源新材料研究的省级重点技术研发中心。△佛山仙湖实验室据科研团队用户介绍，此次交付的4套工作站，将主要应用于氢燃料电池膜电极MEA（Membrane Electrode Assembly）的研究，特别是针对催化剂的催化机理研究和催化性能评估，从而提高MEA的能量密度、效率、安全性以及降低成本，加速推动实现产业化。美国PINE公司的MSR旋转圆盘圆环电极装置和WaveDriver 200电化学工作站系统联用，被广泛用于化学电源、电镀、金属腐蚀等应用领域和电化学技术研究。该系统可用于两电极、三电极、四电极体系，具有交流阻抗功能（EIS），目前在燃料电池、锂电池、太阳能电池、隔膜、超级电容器、传感器、涂层、缓蚀剂、物理化学等研究领域已成为国际上电化学领域研究的首选产品之一。 △WaveDriver 200与MSR产品交付（图2）理化（香港）有限公司是美国PINE电化学工作站及旋转圆盘电极装置中国总代理，同时提供更多专业的理化实验室仪器代理商，拥有多年的科研仪器销售和服务经验，广泛服务于教育科研机构、知名企业和政府机构。欢迎垂询！