堆棧模式測量之重要性

引言

一些研究人員在測試中想要能夠施加或者測量高于12V的電壓值。其中一個(gè)有高電壓需求的例子就是電池測試，而另一個(gè)可能是微流體通道內部的循環(huán)伏安法。也許您想要進(jìn)行某些類(lèi)型需要高壓的電沉積實(shí)驗。在這些情況下，您可能需要加大力度去尋找一臺能夠在如此高的電壓下運作的電化學(xué)工作站。

所有的Reference^TM 3000電化學(xué)工作站都能夠測量和外施電壓和電流直到其槽壓限值。槽壓限值是控制放大器的輸出極限。什么是控制放大器呢？控制放大器是電化學(xué)工作站內部的一個(gè)運算放大器，用于驅動(dòng)對電極，以獲得參比電極和工作電極間的所需電壓。更高的功率需要更大的電壓和電流，不過(guò)這是有代價(jià)的：更高的功率意味著(zhù)更多的熱耗散，更大的設備還有額外的成本。

對于需要更高電壓的您，Reference 3000具有一些*的優(yōu)勢，您應該認識和了解一下。Reference 3000有兩個(gè)槽壓量程：±3 A下的±15 V和±1.5 A下的±32 V。一般情況下，reference 3000可以施加和測量到12 V。這是可以在15 V的槽壓量程內完成的。與電解池的連接方式是標準模式，如圖1A所示。工作/工作傳感導線(xiàn)與工作電極相連，輔助導線(xiàn)與對電極相連，參考導線(xiàn)與參比電極相連。在二電極模式，工作和工作傳感導線(xiàn)與工作電極相連，參考和輔助導線(xiàn)與對電極相連，如圖1B所示。

圖1 Reference 3000在三電極（A）或二電極（B）模式中的常規操作。
電壓小于±12 V。參考導線(xiàn)連接到浮地。

軟件版本6

在Gamry公司的Framework^TM軟件6.x版本里，當運行電化學(xué)能源（PWR）子菜單中有的實(shí)驗時(shí)，電解池類(lèi)型有三種選擇：半電解池，全電解池和堆棧模式。半電解池（三電極）和全電解池（二電極）對應于前面所描述的情況，電壓可以施加或者測量到12 V。它們的連接如圖1所示。當選擇堆棧模式以達到更高的電壓時(shí)，按照以下步驟進(jìn)行操作。

當電壓大于12 V而小于15 V：低槽壓

超越12 V需要堆棧模式。在堆棧模式中，Reference 3000測量的是輔助傳感和工作傳感電極間的電勢差。參考導線(xiàn)在這一設置中不會(huì )用到，應將其通過(guò)2mm的銷(xiāo)連接器與浮動(dòng)地相連。對于三電極模式，將工作和工作傳感導線(xiàn)與工作電極相連，輔助傳感導線(xiàn)與參比電極相連，輔助導線(xiàn)與對電極相連，如圖2A所示。對于二電極模式，將工作和工作傳感導線(xiàn)與工作電極相連，輔助和輔助傳感導線(xiàn)與對電極相連，如圖2B所示。

圖2 Reference^TM 3000在三電極（A）或二電極（B）模式中的堆棧模式操作（低槽壓）。
電壓大于12 V小于15 V。參考導線(xiàn)與浮動(dòng)地相連。

電壓大于15 V：高槽壓

施加和測量高于15 V的電壓時(shí)需要切換到高槽壓模式。這通過(guò)Utilities子菜單來(lái)實(shí)現。在Framework軟件中，選擇Experiment>Utilities，點(diǎn)擊Compliance Voltage，會(huì )跳出Compliance Voltage Setting對話(huà)框：

點(diǎn)選所用Reference 3000的單選框，然后點(diǎn)擊OK按鈕。一個(gè)新的窗口會(huì )跳出，讓您選擇Low或Hi：

點(diǎn)選Hi單選框，然后點(diǎn)擊OK。儀器現在就是高槽壓模式。

對于三電極模式，工作和工作傳感導線(xiàn)與工作電極相連，輔助傳感與參比電極相連，輔助導線(xiàn)與對電極相連，如圖3A所示。對于二電極模式，工作和工作傳感與工作電極相連，輔助和輔助傳感導線(xiàn)與對電極相連，如圖3B所示。

圖3 Reference^TM 3000在三電極（A）或二電極（B）模式中的堆棧模式操作（高槽壓）
電壓大于15 V。參考導線(xiàn)與浮動(dòng)地相連。

軟件版本7

我們的Framework軟件的7版本中電解池類(lèi)型的選擇改為半電解池（三電極），全電解池（二電極）和在電化學(xué)能源實(shí)驗中兩者結合的模式。設置對話(huà)框會(huì )明確地詢(xún)問(wèn)您您所需的大電壓。根據您的輸入值，軟件將自動(dòng)選擇低槽壓或高槽壓模式。如果有需要，您可以勾選Cable Check的單選框，軟件將會(huì )展示一個(gè)對話(huà)框向您描述電纜與您的電解池的連接方式。

Interface 5000還不能選擇Both。在Interface 1000或者Reference系列儀器中選擇Both都會(huì )彈出錯誤信息。

其他非電化學(xué)能源類(lèi)的高電壓實(shí)驗

Gamry早已經(jīng)開(kāi)始著(zhù)手處理這些情況和實(shí)驗需求，并為您改進(jìn)了大部分常見(jiàn)的高電壓測試實(shí)驗軟件和硬件，包括計時(shí)電流法，計時(shí)電位分析法，循環(huán)極化，循環(huán)伏安法，動(dòng)電位和恒電位法。

請您使用右邊的表格提交您的信息以獲取含有這些腳本的壓縮文件。

將相應的腳本復制進(jìn)您的腳本文件夾，然后通過(guò)使用Experiment菜單下Named Script選項來(lái)運行它們。