회전 디스크 전극

회전 디스크 전극(RDE)은 유체역학적 전압 측정용 세 개의 전극 시스템에 사용되는 작동 전극이다.^[1]전극은 전극에 분석 물질의 흐름을 유도하는 실험 동안 회전한다.이러한 작동 전극은 다른 화학적 현상들 중에서도 redox 화학에 관련된 반응 메커니즘을 조사할 때 전기 화학 연구에 사용된다.실험 중에 링이 비활성 상태로 남아 있을 경우 회전하는 디스크 전극으로 더욱 복잡한 회전 링-디스크 전극을 사용할 수 있다.

구조

전극은 전극의 회전 속도를 매우 미세하게 제어하는 전기 모터에 부착될 수 있는 불활성 비전도성 폴리머 또는 수지에 내장된 전도성 디스크를 포함한다.디스크는 작동하는 다른 전극과 마찬가지로 일반적으로 고귀한 금속이나 유리 같은 탄소로 만들어지지만, 어떤 전도성 물질도 특정한 필요에 따라 사용할 수 있다.

함수

디스크의 회전은 보통 각속도로 설명된다.디스크가 회전할 때, 유체역학적 경계층으로 묘사된 용액의 일부는 회전 디스크에 의해 끌려가고 그 결과 원심력이 용액을 전극의 중심에서 멀리 날려버린다.용액은 전극에 수직으로, 대량에서 위로 흘러 경계층을 대체한다.합계는 전극을 향한 용액과 전극을 통과하는 용액의 층류 흐름이다.용액 흐름 속도는 전극의 각 속도에 의해 제어되고 수학적으로 모델링될 수 있다.이 흐름은 확산보다는 용액 흐름에 의해 정상 상태 전류가 제어되는 조건을 빠르게 달성할 수 있다.이는 용해 중인 종의 확산에 의해 정상 상태 전류가 제한되는 순환 전압 측정과 같은 고요하고 비침습적인 실험과는 대조적이다.

선형 스위프 볼트암메트리 및 기타 실험을 다양한 회전 속도로 실행함으로써 다전자 전달, 느린 전자 전달의 운동학, 흡착/탈착 단계, 전기화학 반응 메커니즘 등 다양한 전기화학 현상을 조사할 수 있다.

정지 전극과 동작의 차이

RDE 시스템에서는 전위 스위프의 제품이 전극에서 지속적으로 쓸려 나가기 때문에 주기적인 전압계측에서 사용되는 전위 스위프 역전이 다르다.역전은 용량성 충전 전류를 제외하고 전방 스캔과 밀접하게 일치하는 유사한 i-E 곡선을 생성할 것이다.RDE는 전극 반응 제품이 전극에서 계속 쓸려 나가므로 전극 반응 제품의 동작을 관찰하는 데 사용할 수 없다.그러나 회전 링-디스크 전극은 이러한 추가 반응성을 조사하는데 매우 적합하다.RDE에 대한 주기적 전압문자의 피크 전류는 레비치 방정식의 지배를 받는 지역과 같은 고원이다.제한 전류는 일반적으로 고정 전극의 피크 전류보다 훨씬 높은데, 이는 고정 전극의 경우와 마찬가지로 반응물질의 대량 이송이 회전 디스크에 의해 능동적으로 자극되고 확산에 의해 제어되지 않기 때문이다.물론 회전 디스크 전극은 회전 장치(Rotator)가 꺼진 상태에서 사용함으로써 정지 전극으로도 사용될 수 있다.

참고 항목

• 액체 금속 전극

참조