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电化学阻抗谱原理及测量方法是什么
2016-08-18 09:00:30来源:元素商城

化学词典告诉你电化学阻抗谱原理及测量方法,电化学阻抗谱也叫交流阻抗,早期的电化学文献中称为交流阻抗(AC Impedance)。阻抗测量原本是电学中研究线性电路网络频率响应特性的一种方法,引用到研究电极过程,成了电化学研究中的一种实验方法。

 电化学阻抗谱原理及测量方法是什么

电化学阻抗谱原理

当电极系统受到一个正弦波形电压(电流)的交流讯号的扰动时,会产生一个相应的电流(电压)响应讯号,由这些讯号可以得到电极的阻抗或导纳。一系列频率的正弦波讯号产生的阻抗频谱,称为电化学阻抗谱。

电化学阻抗谱测量方法

电化学阻抗谱方法是一种以小振幅的正弦波电位(或电流)为扰动信号的电化学测量方法。由于以小振幅的电信号对体系扰动,一方面可避免对体系产生大的影响,另一方面也使得扰动与体系的响应之间近似呈线性关系,这就使测量结果的数学处理变得简单。交流阻抗法就是以不同频率的小幅值正弦波扰动信号作用于电极系统,由电极系统的响应与扰动信号之间的关系得到的电极阻抗,推测电极的等效电路,进而可以分析电极系统所包含的动力学过程及其机理,由等效电路中有关元件的参数值估算电极系统的动力学参数,如电极双电层电容,电荷转移过程的反应电阻,扩散传质过程参数等。

一个电极体系在小幅度的扰动信号作用下,各种动力学过程的响应与扰动信号之间呈线形关系,可以把每个动力学过程用电学上的一个线性元件或几个线性元件的组合来表示。如电荷转移过程可以用一个电阻来表示,双电层充放电过程用一个电容的充放电过程来表示。这样就把电化学动力学过程用一个等效电路来描述,通过对电极系统的扰动响应求得等效电路各元件的数值,从而推断电极体系的反应机理。

同时,电化学阻抗谱方法又是一种频率域的测量方法,它以测量得到的频率范围很宽的阻抗谱来研究电极系统,因而能比其他常规的电化学方法得到更多的动力学信息及电极界面结构的信息。

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