PINE旋转圆盘圆环电极(RRDE)装置凭借精准的传质控制和中间产物原位捕获能力,是电化学领域的测试设备,核心应用场景覆盖新能源研发、腐蚀防护、电催化机理研究等多个关键领域。
新能源电催化与能源器件研发
这是该装置最核心的应用场景,是燃料电池、金属-空气电池等领域的标准化测试工具:
燃料电池催化剂评价:通过氧还原反应(ORR)测试,精准量化4电子/2电子反应路径占比,计算催化剂的动力学电流、电子转移数,直接评估铂基、非贵金属催化剂的本征活性与选择性,是全球燃料电池领域论文中引用率最高的测试设备。
新能源反应全路径解析:支持氧析出(OER)、氢析出(HER)、二氧化碳电还原(CO₂RR)等关键反应测试,实时捕获反应中间产物,定量计算产物产率与法拉第效率,助力高效电催化材料的研发迭代。
锂空气电池体系研究:在非水体系中精准监测过氧化锂的生成与分解过程,明确充放电过程的反应机理,优化锂空气电池的循环稳定性。
腐蚀电化学与工业防护研究
可精准模拟实际工业工况下的流体冲刷环境,为腐蚀防护设计提供量化数据支撑:
动态工况下测试金属材料的腐蚀电位、腐蚀速率,还原管道、船舶、海洋装备等在流动电解液中的真实服役状态,解决静止电极无法模拟流体传质的痛点。
定量评估缓蚀剂的防护效率,明确缓蚀分子在金属表面的吸附动力学过程,为石油化工、海洋工程领域的防腐配方优化提供关键实验依据。
基础电化学动力学研究
作为解析复杂多步电化学反应的核心工具,可突破传统电化学方法的局限:
依托可控层流条件,符合Levich方程理论,精准分离传质效应与本征反应动力学,计算反应电子转移数、中间产物衰变速率常数,清晰解析多步电化学反应的完整路径。
研究电极界面的电子转移行为,定量分析吸附态中间物种的演化过程,深化对电化学界面微观机制的认知,是高校电化学实验室的标配核心设备。
电镀工艺优化与添加剂评价
在电子铜电镀等工业场景中发挥不可替代的作用:
精准模拟电镀槽内的液体流动状态,通过改变电极转速调控电解液对流强度,测定铜离子的扩散系数与扩散层厚度,明确不同浓度、温度下的传质极限,判断电镀过程是传质控制还是电荷转移控制。
结合极化曲线、循环伏安法分析铜沉积的活化能与反应级数,解析电镀添加剂的作用机制,优化电子级铜电镀的工艺参数,提升半导体铜互连的镀层均匀性。