快速电流脉冲电化学方法
发布时间：
2021-06-18
基本定义
快速电流脉冲是一种常用的电化学方法，可以应用在电分析、电化学工程等多个研究领域。特别是2~5步的多电流脉冲技术，由于其多实验参数的控制能力，常用于脉冲电沉积等快速电流脉冲实验。
就快速电流脉冲的电化学技术而言，因脉冲的步数多，周期短，响应快，周期的数量多，采集的数据量大，数据采集频率高等特点，对电化学工作站提出了更高的要求。
激励信号
基本信号特
征本实验方法是通过对测试体系施加脉冲电流值，设置不同的脉冲宽度以及每点时间，进行电压信号采集。
图1 快速电流脉冲的激励信号
关键参数及一般应用范围
- 脉冲数：1~5；如选择2，则可施加三个电流脉冲信号。
- 电流1(mA)：脉冲电流值，根据实验使用的样品或电极的表观面积及相应的电流密度设置；宽度(s)：脉冲宽度。
- 电流2(mA)、电流3(mA)、电流4(mA)、电流5(mA)：同上；宽度(s)：脉冲宽度。
- 每点时间(s)：表示采集每个数据点所用时间。
- 循环次数：1-1000000。
- 全部点数：每点时间×循环次数。
研究体系及实验曲线
ZHL-02镀银液，WE-Cu片（确定具体面积），CE+RE-Ag片。
改变周期长度的对比
周期长度10s
- 电流1：-45mA，宽度：5 s；电流2：0mA，宽度：5s
- 每点时间：0.01s，循环次数60次
- 占空比：1:1。总脉冲时间600s
周期长度10 s的快速电流脉冲曲线
选择放大后的10个周期
周期长度5s
- 电流1：-45mA，宽度：2.5s；电流2：0 mA，宽度：2.5s。
- 每点时间：0.01s，循环次数120次。
- 占空比：1:1，总脉冲时间600s。
周期长度5s的快速电流脉冲曲线
选择放大后的10个周期
周期长度2.5s
- 电流1：-45mA，宽度：1.25s；电流2：0 mA，宽度：1.25s
- 每点时间：0.01s，循环次数240次
- 占空比：1:1，总脉冲时间600s
周期长度2.5 s的快速电流脉冲曲线
选择放大后的10个周期
周期长度0.5s
- 电流1：-45 mA，宽度：0.25 s；电流2：0 mA，宽度：0.25s
- 每点时间：0.01s，循环次数1200次
- 占空比：1:1，总脉冲时间600s
周期长度0.5s的快速电流脉冲曲线
选择放大后的10个周期
周期长度0.2s
- 电流1：-45mA，宽度：0.1s；电流2：0 mA，宽度：0.1s
- 每点时间：0.001s，循环次数3000次
- 占空比：1:1，总脉冲时间600s
周期长度0.2 s的快速电流脉冲曲线
选择放大后的10个周期
周期长度0.1s
- 电流1：-45 mA，宽度：0.05s；电流2：0 mA，宽度：0.05s
- 每点时间：0.001s，循环次数6000次
- 占空比：1:1，总脉冲时间600s
周期长度0.1 s的快速电流脉冲曲线
选择放大后的10个周期
周期长度0.05s
- 电流1：-45 mA，宽度：0.025s；电流2：0 mA，宽度：0.025s
- 每点时间：0.001s，循环次数12000次
- 占空比：1:1，总脉冲时间600s
周期长度0.05 s的快速电流脉冲曲线
选择放大后的10个周期
周期长度0.01s
- 电流1：-45 mA，宽度：0.005s；电流2：0 mA，宽度：0.005s
- 每点时间：0.0005s，循环次数60000次
- 占空比：1:1，总脉冲时间600s
周期长度0.01 s的快速电流脉冲曲线
选择放大后的10个周期
改变占空比的对比
占空比4:1
- 电流1：-45 mA，宽度：0.08s；电流2：0 mA，宽度：0.02s
- 每点时间：0.001s，循环次数3600次
- 周期长度0.1 s，总脉冲时间360s
占空比4:1的快速电流脉冲曲线
选择放大后的10个周期
占空比1.5:1
- 电流1：-45 mA，宽度：0.06s；电流2：0 mA，宽度：0.04s
- 每点时间：0.001s，循环次数3600次
- 周期长度0.1 s，总脉冲时间360s
占空比1.5:1的快速电流脉冲曲线
选择放大后的10个周期
占空比1:1
- 电流1：-45 mA，宽度：0.05s；电流2：0 mA，宽度：0.05s
- 每点时间：0.001 s，循环次数3600次
- 周期长度0.1s，总脉冲时间360s
占空比1:1的快速电流脉冲曲线
选择放大后的10个周期
占空比1:1.5
- 电流1：-45 mA，宽度：0.04s；电流2：0 mA，宽度：0.06s
- 每点时间：0.001s，循环次数3600次
- 周期长度0.1s，总脉冲时间360s
占空比1:1.5的快速电流脉冲曲线
选择放大后的10个周期
占空比1:4
- 电流1：-45 mA，宽度：0.02s；电流2：0 mA，宽度：0.08s
- 每点时间：0.001s，循环次数3600次
- 周期长度0. s，总脉冲时间360s
占空比1:4的快速电流脉冲曲线
选择放大后的10个周期
其它应用领域
快速电流脉冲技术还可以应用在以下领域：环境污染物检测，如用于除去废水中的金属、检测大气颗粒物单颗水平；电池动态应力测试、电池循环寿命测试；纳米材料制备；电力电缆中故障排查；电极过程动力学研究，电极材料的组成、特性、金属腐蚀等领域
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