품질 단일 채널 전력계 & 다채널 포텐티오스타트 제조 업체

배경 전 세계 에너지 수요가 급격히 증가함에 따라 화석 연료의 연소는 일련의 환경 문제를 야기했습니다.국내외 연구자들은 청정 에너지와 친환경적이고 효율적인 에너지 저장 및 변환 장치를 탐구하기 위해 최선을 다하고 있습니다.풍부한 자원, 깨끗하고 효율적, 높은 에너지 밀도 및 환경 친화적 인 장점으로 수소 에너지는 이상적인 재생 에너지 원입니다.수소의 공급과 저장은 개발을 제한하는 주요 요인 중 하나입니다.현재 수소 생산 방법에는 화석 연료 수소 생산, 원료로 바이오매스 수소 생산 및 물 분해가 포함됩니다.수분 분해로 수소 생산은 친환경 환경 보호의 장점으로 인해 사람들의 관심을 점점 더 끌고 있습니다.물분열은 산소 진화 반응 (OER) 과 수소 진화 반응 (HER) 을 포함합니다.특히 OER, 느린 운동 속도를 가지고 있으며, 높은 과용량과 낮은 효율을 초래하여 에너지 변환 장치의 개발과 실제 응용을 심각하게 제한합니다.전기 촉매의 사용은 효과적으로 전기 촉매 반응의 에너지 장벽을 줄일 수 있습니다., 반응 속도를 가속화하고 OER가 효과적으로 완료 될 수 있도록 과잉 잠재력을 줄여 변환 장치의 작동 효율을 향상시킵니다. 따라서,높은 성능의 OER 전기 촉매를 탐구하는 것은 에너지 변환 장치의 성능을 향상시키는 핵심 요소 중 하나가되었습니다.. 이론 OER는 물분열 및 금속-공기 배터리와 같은 전기 화학 에너지 변환 장치의 중요한 반 반응입니다. 산성 및 알칼리 조건 하에서OER는 느린 운동율의 4전자 과정입니다., 전기 화학 에너지 변환 장치의 성능을 제한합니다. 전체 성능. 밀도 기능 이론 계산에 따르면,산성 상태와 알칼리 상태에서 OER는 모두 OOH*의 흡수를 포함합니다.그 차이점은 산성 조건에서 OER의 첫 번째 단계는 물의 분리이며 최종 제품은 H입니다.+그리고 O2, 알칼리 상태에서 OER의 첫 번째 단계는 OH의 흡수입니다.-, 그리고 최종 제품은 H2O와 O2, 다음 공식을 통해 나타납니다.산성 환경: 전체 반응:2H2O → 4H++ O2+ 4e- *+ H2오 ∙ 오*+ H++ e-오*오*+ H++ e-오*+ H2O ?? OOH*+ H++ e-OOH*∙*+ O2+ H++ e-알칼리성 환경: 전체 반응:4OH-→ 2H2오 + 오2+ 4e- *+ OH-오하이*+ e-오*+ OH-오*+ H2O + e-오*+ OH-OOH*+ e-OOH*+ OH-∙*+ O2+ H2O + e- 여기서, *는 촉매 표면의 활성 부위를 의미하며, OOH*, O*와 OH*는 흡수 중간 물질을 나타냅니다.OER의 네 단계 전자 반응 메커니즘에 따르면 OER의 촉매 성능을 향상시키는 중요한 요소는 이론적 관점에서 분석 될 수 있습니다.(1) 좋은 전도성. OER 반응 과정은 4개의 전자 전송 반응이기 때문에 좋은 전도성은 빠른 전자 전송을 결정합니다.각 원소 반응의 진행을 도와주는.(2) 촉매는 OH에 대한 강한 흡수를 가지고 있습니다.-OH의 양이 클수록-흡수되면 다음 세 단계의 전자 반응이 진행되기 쉽습니다.(3) 강한 산소 화학적 소흡 능력과 약한 산소 물리적 소흡 능력. 산소 화학적 소흡 능력이 강하다면, O2촉매 과정에서 생성된 분자는 촉매의 활성 부위에서 더 쉽게 흡수됩니다.2분자가 전극 표면에서 침착될 가능성이 높고 OER 반응 속도가 촉진될 수 있습니다.이것은 OER 촉매의 합성 및 준비에 중요한 지침적 의미를 가지고 있습니다.. OER 촉매의 성능 평가 초기 잠재력과 과잉 잠재력 초기 잠재력은 전기 촉매의 촉매 활동의 중요한 지표입니다. 그러나 OER 프로세스에서는 초기 잠재력을 관찰하기가 어렵습니다.많은 OER 전기 촉매는 Fe와 같은 전환 금속 요소를 포함합니다.그들은 OER 과정 중에 산화 반응에 시달리고 산화 피크를 생성하며 이는 초기 잠재력을 관찰하는 데 큰 장애물입니다. 따라서OER 프로세스에서, 전류 밀도가 10 mA cm이면 대응 과잉 전력을 관찰하는 것이 더 과학적이고 신뢰할 수 있습니다.-2또는 더 높습니다.과잉전력은 선형 스웨이프 볼트메트리 (LSV) 로 얻는다. 과잉전력은 전극전력 (vs.RHE) 는 특정 전류 밀도 (일반적으로 10 mA cm-2) 와 1의 전극 반응의 평형 잠재력에서.23 V, 일반적으로 mV로 표시된다. 그림 1에서 나타낸 바와 같이, 10 mA cm-2의 전류 밀도에서 OER 전기 촉매의 과잉전력의 차이에 따라,또한 촉매 효과에 대한 평가 기준도 다릅니다.초능력이 작을수록 반응에 필요한 에너지가 적고 촉매 활동이 더 좋습니다.이상적 촉매 작용을 가진 OER 촉매의 과잉 잠재력은 일반적으로 200 ~ 300 mV 사이입니다.. 도 1. 촉매 활동 평가 기준 타벨 경사 타펠 그래프는 전극 잠재력과 양극화 전류 사이의 관계 곡선이다.그것은 OER 프로세스의 반응 운동학을 반영하고 OER 프로세스의 메커니즘 반응을 추측 할 수 있습니다.방정식 공식은:η = a + b·log 로그여기서 η는 초능력, b는 타벨 기울기, j는 전류 밀도, a는 상수이다.방정식에 따라 얻은 타펠 기울기는 반응 과정의 운동 및 속도 결정 단계를 명확히하기 위해 사용될 수 있습니다.일반적으로 타펠 기울기가 작을수록, 촉매 과정에서 촉매의 전자 전송 장벽이 작고, 촉매 활동이 더 좋습니다. 안정성 The stability of the catalyst in the catalysis process directly determines whether it can be applied on a large scale in actual production and is one of the important indicators of catalyst performanceOER의 경우, OER 전기 촉매의 활동에 영향을 미치는 많은 요소가 있습니다. 예를 들어, 용액의 산성 및 기초성은 촉매의 안정성에 영향을 줄 것입니다.많은 OER 전기 촉매제는 알칼리 조건 하에서 안정적입니다., 그러나 산성 조건에서는 좋지 않습니다. 또한 전기 촉매와 작업 전극의 접촉 경로는 안정성에 큰 영향을 미칩니다. 일반적으로,작업 전극에 있는 촉매의 직접 성장은 작업 전극에 있는 유기적 접착 물질보다 더 안정적입니다..현재 촉매의 안정성을 판단하기 위해 두 가지 전기 화학 테스트가 있습니다. 하나는 크로노 포텐티오메트리 (즉, 갤바노스타틱) 입니다. 전극에 일정한 전류가 가해집니다.그리고 그 다음 전기 촉매의 안정성은 시간이 지남에 따라 잠재력의 변화를 관찰함으로써 판단됩니다.마찬가지로, i-t 곡선 (즉, 잠재역적) 은 또한 촉매를 테스트하는 데 적용됩니다. 전극에 일정한 잠재력을 적용하여, 시간에 따라 전류의 변화를 관찰함으로써,우리는 촉매의 안정성을 결정할 수 있습니다다른 하나는 특정 잠재적 스파이프 범위에서 전기 촉매에 수천 또는 심지어 수만 회전 전압 측정 (CV) 테스트를 수행하는 것입니다.그리고 전기 촉매의 양극화 곡선을 비교하여 전기 촉매의 안정성을 판단합니다..전기 화학 테스트 외에도 XRD, XPS, SEM, TEM 등 일부 단계 특성화 테스트의 사용전기 촉매의 단계 변화를 비교하기 위해 촉매 이전과 후 또한 전기 촉매의 안정성을 판단하는 데 사용될 수 있습니다. 실험 설정 기기: 정정된 역량계WE: 표면에 균일하게 적용 된 촉매와 함께 유리 탄소 작업 전극RE: Ag/AgCl 참조 전극CE: 그래피트 막대용액: 0.1 M KOH 전기 화학 시험 전기 촉매 활동 기법: 주기적 볼트 미트리 (CV)전력 범위: 0~1V (Ag/AgCl 대비)스캔 속도: 50mVs-1기법 ∙ 선형 스웨이프 볼타메트리 (LSV): 전력 범위: 0~1V (Ag/AgCl 대), 스캔 속도 5mVs-1 그림 2. CV 매개 변수 설정   그림 3. LSV 매개 변수 설정 전기 화학적 임피던스 분광 (EIS) 은 촉매의 전기 촉매 산소 진화 운동학을 연구하는 데 사용됩니다.그리고 임피던스 스펙트럼은 동등한 회로를 설정하여 장착됩니다.회로에는 Rs (해결 저항), Rct (전하 전송 저항) 및 CPE (동속 단계 각 요소) 가 포함되어 있습니다.전기 화학적 임피던스 (EIS) 시험 조건은 0.5V (Ag/AgCl 대비), 주파수 시험 범위는 1 Hz ~ 100 kHz이며 장애 전압은 5 mV입니다. 그림 4. EIS 매개 변수 설정 전기 촉매 안정성 촉매의 안정성을 평가하기 위해 잠재정적, 갈바노 정적 및 순환 전압 측정 테스트 기술을 사용합니다.galvanostatic 테스트는 일정한 전류 밀도 (일반적으로 10mA cm-2) 하에 대응 전류를 일정한 전류 출력으로 사용하는 것입니다., 시험 시간 (10 h) 동안 전압 변화를 관찰하고 안정성을 평가합니다.잠재정적 방법은 일정한 전류 밀도 (일반적으로 10 mA cm-2) 아래 대응 잠재력을 일정한 전압 출력으로 사용하는 것입니다., 테스트 시간 동안 전류 변화를 관찰하고 (10 h), 그 다음 안정성을 평가합니다. 주기 전압 측정 테스트에서 전압 범위는 0 ~ 1V (vs.Ag/AgCl) 를 검사하고 CV는 1000회 주기적으로 스캔됩니다.촉매의 안정성은 안정성 테스트 전과 후의 곡선을 비교하고 변화를 분석함으로써 설명됩니다. 그림 5. 매개 변수 설정 알림: RE: Ag/AgCl 전극은 빛 없이 어두운 곳에 보관해야 하며, 알칼리 용액에서 오랫동안 사용하지 마십시오.포화 된 칼로멜 전극은 알칼리 용액에서 오랫동안 사용해서는 안됩니다.Hg/HgO 전극은 알칼리 용액에 적합합니다. CE- 장기 CV 및 LSV 테스트에서 Pt 와이어 또는 Pt 플레이트는 카토드 재료의 표면에 퇴적됩니다.일체 전해질 세포에서 귀금속이 아닌 물질의 테스트에서 사용하지 않는 것이 좋습니다.. 유리 전해질 전지에는 두 가지 문제가 있습니다: 알칼리 용액에서 유리의 부식과 유리의 Fe 불순물이 OER 활동에 미치는 영향.실험이 정확하지 않다면, 유리 전해질 전지는 괜찮지만 Fe 함량의 영향을 연구하려면 폴리테트라플루로 에틸렌을 사용하는 것이 좋습니다.

금속 부식 금속 재료가 주변 매체와 접촉하면 화학적 또는 전기 화학적 작용으로 인해 재료가 파괴됩니다. 금속 부식은 고에너지 상태의 금속을 저에너지 상태의 금속 화합물로 전환시키는 열역학적 자발적 과정입니다. 그중에서도 석유 및 석유화학 산업의 부식 현상은 소금물인 H의 전기화학적 부식을 포함하여 더욱 복잡합니다.2S와 CO2.대부분의 부식 과정의 본질은 전기화학적입니다. 금속/전해질 용액 계면(전기 이중층)의 전기적 특성은 부식 메커니즘 연구, 부식 측정 및 산업 부식 모니터링에 널리 사용됩니다. 금속 부식 연구에 일반적으로 사용되는 전기화학적 방법은 개방 회로 전위(OCP), 분극 곡선(Tafel 플롯), 전기화학적 임피던스 분광법(EIS)입니다. 1.부식 연구 기법 1.1OCP 분리된 금속전극에서는 하나의 양극반응과 하나의 음극반응이 동시에 같은 속도로 진행되는데, 이를 전극반응의 결합이라 한다. 상호 결합 반응을 "공액 반응"이라고 하며, 전체 계를 "공액계"라고 합니다. 공액계에서는 두 개의 전극 반응이 서로 상호 결합하고, 전극 전위가 동일할 때 전극 전위는 시간에 따라 변하지 않습니다. 이 상태를 '안정상태'라고 하고, 그에 해당하는 전위를 '안정전위'라고 합니다. 부식 시스템에서는 이 전위를 "(자체) 부식 전위 E"라고도 합니다.코르"또는 "개방 회로 전위(OCP)"이며, 해당 전류 밀도를 "(자기) 부식 전류 밀도 i"라고 합니다.코르". 일반적으로 개방 회로 전위가 양수일수록 전자를 잃고 부식되기 어려워지며 이는 재료의 내식성이 더 우수함을 나타냅니다.CS potentiostat/galvanostat 전기화학 워크스테이션은 시스템에서 금속 재료의 실시간 전극 전위를 오랫동안 모니터링하는 데 사용할 수 있습니다. 전위가 안정화되면 재료의 개방 회로 전위를 얻을 수 있습니다. 1.2 분극 곡선(Tafel 플롯) 일반적으로 전류가 흐를 때 전극 전위가 평형 전위에서 벗어나는 현상을 '분극'이라고 합니다. 전기화학계에서 분극이 일어날 때, 평형전위로부터 전극전위가 음으로 이동하는 것을 "음극분극"이라 하고, 평형전위로부터 전극전위가 양으로 이동하는 것을 "양극분극"이라 한다.전극공정의 분극성능을 완전하고 직관적으로 표현하기 위해서는 전류밀도에 따른 전극전위 또는 과전위를 실험적으로 구하는 것이 필요하며, 이를 '분극곡선'이라고 합니다.나는코르금속 재료의 비율은 Stern-Geary 방정식을 기반으로 계산할 수 있습니다. B는 재료의 Stern-Geary 계수, R입니다.피금속의 분극 저항이다. i를 구하는 원리코르Tafel 외삽법을 통해Corrtest CS 스튜디오 소프트웨어는 자동으로 편광 곡선에 맞는 작업을 수행할 수 있습니다. 양극 세그먼트와 음극 세그먼트의 타펠 슬롭, 즉 b에이그리고 b기음계산할 수 있습니다.나코르얻을 수도 있습니다. 패러데이 법칙에 기초하고 재료의 전기화학적 등가성과 결합하여 이를 금속 부식률(mm/a)로 변환할 수 있습니다. 1.3 EIS AC 임피던스라고도 알려진 전기화학적 임피던스 기술은 시간에 따른 정현파 변화의 함수로 전기화학 시스템의 전류(또는 전압)를 제어함으로써 시간에 따른 전기화학 시스템의 전압(또는 전류) 변화를 측정합니다. 전기화학적 시스템의 임피던스를 측정하고, 나아가 시스템(매질/코팅막/금속)의 반응 메커니즘을 연구하고, 피팅 측정 시스템의 전기화학적 매개변수를 분석한다.임피던스 스펙트럼은 테스트 회로를 통해 서로 다른 주파수에서 측정한 임피던스 데이터로부터 도출한 곡선으로, 전극 공정의 임피던스 스펙트럼을 전기화학적 임피던스 스펙트럼이라 한다. EIS 스펙트럼에는 여러 유형이 있지만 가장 일반적으로 사용되는 것은 Nyquist 플롯과 Bode 플롯입니다. 2.실험예 CS350 전기화학적 워크스테이션을 사용하는 사용자가 게시한 기사를 예로 들어 금속 부식 측정 시스템의 방법에 대한 구체적인 소개가 소개됩니다.사용자는 기존 가공법(시편 #1), 선택적 레이저 용융법(시편 #2) 및 전자빔 용융법(시편 #3)으로 제조된 Ti-6Al-4V 합금 스텐트의 내식성을 연구했습니다. 스텐트는 인체 이식에 사용되므로 부식 매체는 모의 체액(SBF)입니다. 실험 시스템의 온도도 37℃로 제어되어야 합니다. 기구:CS350 전위차계/갈바노스타트 실험 장치:CS936 재킷 플랫 부식 셀, 항온 건조 오븐 실험 약물:아세톤, SBF, 상온 경화형 에폭시 수지 실험 매체:모의 체액(SBF): NaCl-8.01,KCl-0.4,CaCl2-0.14,NaHCO3-0.35,KH2PO4-0.06, 포도당 -0.34, 단위는 g/L 표본(WE)Ti-6Al-4V 합금 스텐트 20×20×2 mm,노출된 작업 영역은 10×10 mm입니다.비시험 영역은 상온 경화형 에폭시 수지로 코팅/밀봉됩니다. 기준 전극(RE):포화 칼로멜 전극 상대전극(CE):CS910 Pt 전도성 전극 재킷형 플랫 부식 셀 2.1 실험 단계 및 매개변수 설정 2.1.1 OCP 테스트하기 전에. 작동 전극은 표면이 매끄러울 때까지 거친 것에서 미세한 것(360메쉬, 600메쉬, 800메쉬, 1000메쉬, 2000메쉬 순서)으로 연마해야 합니다. 연마 후 증류수로 헹구고 아세톤으로 탈지한 후 항온건조기에 넣어 37℃에서 건조하여 사용한다.부식 셀에 시편을 조립하고, 모의 체액을 부식 셀에 도입하고, 염다리가 있는 포화 칼로멜 전극(SCE)을 평평한 부식 셀에 삽입합니다. Luggin 모세관의 끝이 작업 전극 표면을 향하고 있는지 확인하십시오. 물의 순환으로 온도가 37℃로 조절됩니다. 셀 케이블로 전극을 전위차계와 연결합니다.실험→안정편파→OCP OCP 데이터의 파일명을 입력하고 전체 테스트 시간을 설정한 후 테스트를 시작해야 합니다. 용액 속 금속재료의 OCP는 천천히 변하며, 안정하게 유지되기까지 비교적 오랜 시간이 걸린다. 따라서 시간을 3000초보다 짧게 설정하는 것이 좋습니다. 2.1.2 분극곡선 실험→안정분극→전위역학 전위동적 스캔 초기 전위, 최종 전위 및 스캔 속도를 설정하고 전위 출력 모드를 "vs."로 선택합니다. OCP”.“Use”를 체크하면 정점 E#1과 정점 E#2를 선택할 수 있습니다. 체크하지 않으면 스캔이 해당 전위를 거치지 않습니다.최대 4개의 독립적인 분극 전위 설정점이 있습니다. 스캔은 초기 전위에서 시작하여 "정점 E#1" 및 "정점 E#2"를 거쳐 마지막으로 최종 전위까지 진행됩니다. "중간 전위 1"과 "중간 전위 2"를 켜거나 끄려면 "활성화" 확인란을 클릭하세요. 확인란을 선택하지 않으면 스캔이 이 값을 전달하지 않고 잠재적인 스캔을 다음 값으로 설정합니다.OCP가 이미 안정적인 조건에서만 편광 곡선 측정을 수행할 수 있다는 점은 주목할 만합니다. 일반적으로 10분의 조용한 시간 후에 다음을 클릭하여 OCP 안정 기능을 엽니다. → 잠재적 변동이 10mV/min보다 낮아지면 소프트웨어가 자동으로 테스트를 시작합니다.본 실험예에서는 사용자가 전위를 -0.5~1.5V(vs. OCP)로 설정했습니다.스캔을 중지하거나 반전시키는 조건을 설정할 수 있습니다. 이는 주로 공식 전위 측정 및 패시베이션 곡선 측정에 사용됩니다. 2.2 결과 2.2.1 OCP 개방 회로 전위 테스트를 통해 자유 부식 전위를 얻을 수 있습니다.이자형코르, 이를 통해 금속재료의 내식성을 판단할 수 있습니다. 일반적으로 긍정적일수록이자형코르즉, 재료가 부식되기가 더 어렵습니다. 기존 가공법으로 제조된 Ti-6Al-4V 합금 스텐트의 1-OCP2- 선택적 레이저 용융법으로 제조된 Ti-6Al-4V 합금 스텐트의 OCP3- 전자빔 용해법으로 제조된 Ti-6Al-4V 합금 스텐트의 OCP 그래프에서 우리는 시편 #1과 2의 내식성이 #3보다 우수하다는 결론을 내릴 수 있습니다. 2.2.2 Tafel 플롯 분석(부식률 측정) 이 실험의 양극화는 다음과 같습니다. 표시된 바와 같이 계산된 부식 속도 값에서 OCP 측정에서 얻은 것과 동일한 결론을 얻을 수 있습니다. 부식 속도는 Tafel 플롯으로 계산됩니다. 부식률 값이 OCP 방법으로 얻은 결론과 일치하는 것을 볼 수 있습니다.Tafel 플롯을 기반으로 부식 전류 밀도를 얻을 수 있습니다.나코르CS 스튜디오 소프트웨어에 통합된 분석 피팅 도구를 사용합니다. 그런 다음 작업 전극 면적, 재료 밀도, 당량과 같은 다른 매개변수에 따라 부식 속도가 계산됩니다. 단계는 다음과 같습니다:클릭하여 데이터 파일을 가져옵니다. 데이터 피팅 셀 정보를 클릭하세요. 을 선택하고 그에 따라 값을 입력합니다. 테스트하기 전에 이미 셀 및 전극 설정에서 매개변수를 설정했다면 셀 정보를 설정할 필요가 없습니다. 다시 여기.Tafel 피팅에 "Tafel"을 클릭합니다. 양극 세그먼트/음극 세그먼트의 데이터에 대해 자동 Tafel 피팅 또는 수동 피팅을 선택하면 부식 전류 밀도, 자유 부식 전위, 부식 속도를 얻을 수 있습니다. 피팅 결과를 그래프로 드래그할 수 있습니다. 3. EIS 측정 실험 → 임피던스 → EIS 대 주파수 EIS 대 주파수 EIS 분석 3.5% NaCl 용액에서 Q235 탄소강의 EIS는 다음과 같습니다. Q235 탄소강 임피던스 플롯 - Nyquist 위의 Nyquist 플롯은 커패시턴스 아크(파란색 프레임으로 표시)와 Warburg 임피던스(빨간색 프레임으로 표시)로 구성됩니다. 일반적으로 커패시턴스 아크가 클수록 재료의 내식성이 좋아집니다. Q235 탄소강 EIS 결과에 대한 등가 회로 피팅 단계는 다음과 같습니다:커패시턴스 아크의 등가 회로를 그립니다. "빠른 맞춤" 모델을 사용하여 R1, C1, R2를 얻습니다.Warburg 임피던스 부분의 등가 회로를 그리십시오 - Ws의 특정 값을 얻기 위해 "quick fit"의 모델을 사용하십시오.복잡한 회로에 값을 드래그하고 → 모든 요소 유형을 "Free+"로 변경하고 → 맞춤을 클릭합니다.결과에서 오류가 5% 미만임을 알 수 있으며, 이는 우리가 그리는 자체 정의 등가 회로가 실제 측정의 임피던스 회로와 일치함을 나타냅니다. 보드 피팅 플롯은 일반적으로 원래 플롯과 일치합니다.   보드(Bode): 피팅 플롯과 실제 측정 결과