快速電流脈沖電化學(xué)方法
發(fā)布時間：2021-06-18
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基本定義
快速電流脈沖是一種常用的電化學(xué)方法，可以應(yīng)用在電分析、電化學(xué)工程等多個研究領(lǐng)域。特別是2~5步的多電流脈沖技術(shù)，由于其多實驗參數(shù)的控制能力，常用于脈沖電沉積等快速電流脈沖實驗。
就快速電流脈沖的電化學(xué)技術(shù)而言，因脈沖的步數(shù)多，周期短，響應(yīng)快，周期的數(shù)量多，采集的數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)采集頻率高等特點，對電化學(xué)工作站提出了更高的要求。
激勵信號
基本信號特
征本實驗方法是通過對測試體系施加脈沖電流值，設(shè)置不同的脈沖寬度以及每點時間，進行電壓信號采集。
圖1 快速電流脈沖的激勵信號
關(guān)鍵參數(shù)及一般應(yīng)用范圍
- 脈沖數(shù)：1~5；如選擇2，則可施加三個電流脈沖信號。
- 電流1(mA)：脈沖電流值，根據(jù)實驗使用的樣品或電極的表觀面積及相應(yīng)的電流密度設(shè)置；寬度(s)：脈沖寬度。
- 電流2(mA)、電流3(mA)、電流4(mA)、電流5(mA)：同上；寬度(s)：脈沖寬度。
- 每點時間(s)：表示采集每個數(shù)據(jù)點所用時間。
- 循環(huán)次數(shù)：1-1000000。
- 全部點數(shù)：每點時間×循環(huán)次數(shù)。
研究體系及實驗曲線
ZHL-02鍍銀液，WE-Cu片（確定具體面積），CE+RE-Ag片。
改變周期長度的對比
周期長度10s
- 電流1：-45mA，寬度：5 s；電流2：0mA，寬度：5s
- 每點時間：0.01s，循環(huán)次數(shù)60次
- 占空比：1:1?？偯}沖時間600s
周期長度10 s的快速電流脈沖曲線
選擇放大后的10個周期
周期長度5s
- 電流1：-45mA，寬度：2.5s；電流2：0 mA，寬度：2.5s。
- 每點時間：0.01s，循環(huán)次數(shù)120次。
- 占空比：1:1，總脈沖時間600s。
周期長度5s的快速電流脈沖曲線
選擇放大后的10個周期
周期長度2.5s
- 電流1：-45mA，寬度：1.25s；電流2：0 mA，寬度：1.25s
- 每點時間：0.01s，循環(huán)次數(shù)240次
- 占空比：1:1，總脈沖時間600s
周期長度2.5 s的快速電流脈沖曲線
選擇放大后的10個周期
周期長度0.5s
- 電流1：-45 mA，寬度：0.25 s；電流2：0 mA，寬度：0.25s
- 每點時間：0.01s，循環(huán)次數(shù)1200次
- 占空比：1:1，總脈沖時間600s
周期長度0.5s的快速電流脈沖曲線
選擇放大后的10個周期
周期長度0.2s
- 電流1：-45mA，寬度：0.1s；電流2：0 mA，寬度：0.1s
- 每點時間：0.001s，循環(huán)次數(shù)3000次
- 占空比：1:1，總脈沖時間600s
周期長度0.2 s的快速電流脈沖曲線
選擇放大后的10個周期
周期長度0.1s
- 電流1：-45 mA，寬度：0.05s；電流2：0 mA，寬度：0.05s
- 每點時間：0.001s，循環(huán)次數(shù)6000次
- 占空比：1:1，總脈沖時間600s
周期長度0.1 s的快速電流脈沖曲線
選擇放大后的10個周期
周期長度0.05s
- 電流1：-45 mA，寬度：0.025s；電流2：0 mA，寬度：0.025s
- 每點時間：0.001s，循環(huán)次數(shù)12000次
- 占空比：1:1，總脈沖時間600s
周期長度0.05 s的快速電流脈沖曲線
選擇放大后的10個周期
周期長度0.01s
- 電流1：-45 mA，寬度：0.005s；電流2：0 mA，寬度：0.005s
- 每點時間：0.0005s，循環(huán)次數(shù)60000次
- 占空比：1:1，總脈沖時間600s
周期長度0.01 s的快速電流脈沖曲線
選擇放大后的10個周期
改變占空比的對比
占空比4:1
- 電流1：-45 mA，寬度：0.08s；電流2：0 mA，寬度：0.02s
- 每點時間：0.001s，循環(huán)次數(shù)3600次
- 周期長度0.1 s，總脈沖時間360s
占空比4:1的快速電流脈沖曲線
選擇放大后的10個周期
占空比1.5:1
- 電流1：-45 mA，寬度：0.06s；電流2：0 mA，寬度：0.04s
- 每點時間：0.001s，循環(huán)次數(shù)3600次
- 周期長度0.1 s，總脈沖時間360s
占空比1.5:1的快速電流脈沖曲線
選擇放大后的10個周期
占空比1:1
- 電流1：-45 mA，寬度：0.05s；電流2：0 mA，寬度：0.05s
- 每點時間：0.001 s，循環(huán)次數(shù)3600次
- 周期長度0.1s，總脈沖時間360s
占空比1:1的快速電流脈沖曲線
選擇放大后的10個周期
占空比1:1.5
- 電流1：-45 mA，寬度：0.04s；電流2：0 mA，寬度：0.06s
- 每點時間：0.001s，循環(huán)次數(shù)3600次
- 周期長度0.1s，總脈沖時間360s
占空比1:1.5的快速電流脈沖曲線
選擇放大后的10個周期
占空比1:4
- 電流1：-45 mA，寬度：0.02s；電流2：0 mA，寬度：0.08s
- 每點時間：0.001s，循環(huán)次數(shù)3600次
- 周期長度0. s，總脈沖時間360s
占空比1:4的快速電流脈沖曲線
選擇放大后的10個周期
其它應(yīng)用領(lǐng)域
快速電流脈沖技術(shù)還可以應(yīng)用在以下領(lǐng)域：環(huán)境污染物檢測，如用于除去廢水中的金屬、檢測大氣顆粒物單顆水平；電池動態(tài)應(yīng)力測試、電池循環(huán)壽命測試；納米材料制備；電力電纜中故障排查；電極過程動力學(xué)研究，電極材料的組成、特性、金屬腐蝕等領(lǐng)域
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