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電化學阻抗的特點及測定方法分析

牽手一起夢 ? 來源:郭婷 ? 2019-05-30 15:09 ? 次閱讀

電化學阻抗是通過在電路上施加交流電位,測量電流得到的。假設施加正弦波電位激發(fā)信號,對應此電位響應的是交流電流信號。此電流信號可用正弦方程的總和來分析(傅里葉級數(shù))。

電化學阻抗通常用很小的激發(fā)信號測得。因此,電極的響應是非線性的。在線性(或非線性)系統(tǒng)中,對應正弦波電位信號響應的電流在同樣頻率也是正弦波信號,除了相位有所移動。

電化學阻抗數(shù)據(jù)通常是通過擬合等效電路模型分析得到的。模型中大多數(shù)電路元件都是通用電氣元件,例如電阻電容和電感。模型中的元件應該具有物理電化學原理。例如諸多模型都用電阻來模擬測試系統(tǒng)的溶液電阻。因此,有關標準電路元件阻抗的知識是非常有用的。

電化學阻抗的特點及測定方法分析

測定方法:

給黑箱(電化學系統(tǒng))輸入一個擾動函數(shù)X,它就會輸出一個響應信號Y。用來描述擾動信號和響應信號之間關系的函數(shù),稱為傳輸函數(shù)。若系統(tǒng)內部結構是線性的穩(wěn)定結構,則輸出信號就是擾動信號的線性函數(shù)。

如果f是角頻率為ω的正弦波電流信號,則g即為角頻率也是ω的正弦電勢信號。此時將g/f稱為系統(tǒng)的阻抗,用Z表示;而將f/g稱為系統(tǒng)的導納,用Y表示。

阻抗和導納統(tǒng)稱為阻納,用G表示。阻抗和導納互為倒數(shù)關系,Z=1/Y。二者關系與電阻和電導相似。

特點:

1,由于采用小幅度的正弦電勢信號對系統(tǒng)進行微擾,電極上交替出現(xiàn)陽極和陰極過程(也就是氧化和還原過程),二者作用相反。因此,即使擾動信號長時間作用于電極,也不會導致極化現(xiàn)象的積累性發(fā)展和電極表面狀態(tài)的積累性變化。因此EIS法是一種“準穩(wěn)態(tài)方法”。

2,由于電勢和電流間存在著線性關系,測量過程中電極處于準穩(wěn)態(tài),使得測量結果的數(shù)學處理簡化。

3,EIS是一種頻率域測量方法,可測定的頻率范圍很寬,因而可以比常規(guī)電化學方法得到更多的動力學信息和電極界面結構信息。

推薦閱讀:http://m.1cnz.cn/d/874386.html

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