电催化应用 | RDE/RRDE搭档普林斯顿电化学

由于目前氢能相关的PEM电解水制氢和PEMFC成为研究热点，在这两类应用中所涉及到的电化学催化反应，即HER, OER, HOR和ORR等反应动力学成为制约催化剂性能的关键科学问题。旋转圆盘电极(RDE )和旋转环盘电极(RRDE)，与电化学工作站搭档已经成为研究电催化反应最重要的工具。

比如，在质子交换膜燃料电池（PEMFC）中，阴极的氧气还原反应(ORR)通常都是通过贵金属Pt等催化来实现。理想状态下，O2在盘电极上催化剂的催化还原产物为H2O(即4电子反应)，但在实际催化剂反应进程中，O2还原反应不可避免的会产生相应副产物或中间产物，如过氧化氢(H2O2)等。

为了检测中间产物过氧化物的量，可以通过环电极收集和探测电催化剂产生过氧化物的趋势，对O2还原反应电子数及产物进行量化分析。即RRDE与在双恒电位仪联合，同时同步进行测试，其中一台控制圆盘电极极化(LSV)，另外一台在浮地模式下控制环电压为恒电位模式，在旋转状态下，盘电极上的反应产物或中间体扩散至环电极，由环电极进行收集分析检测。