交流伏安法簡介 (I)

何為交流伏安法?

前言

交流伏安法 (Alternating Current Voltammetry, ACV)

可視為循環伏安法 (Cyclic Voltammetry, CV) 和 電化學阻抗譜 (Electrochemical Impedance Spectroscopy, EIS)的綜合體

主要實驗概念與 CV 雷同-為施加於電池的 DC 信號(兩個電位頂點之間的線性斜坡)

但又因在 DC 信號端的微小振幅之正弦信號,ACV 以廣義上來說也與EIS 類似

圖 1 說明了將額外 AC 信號輸入至 DC 平台中產生的信號結果

  • DC 信號 Edc(t) = Ei+ vt 在下圖 1 以紫色顯示
  • AC 信號 Eac(t) = δE sin(ωt) 在下圖 1 以綠色顯示

最終信號結果在下圖 1 以藍色顯示,可得出以下方程式:

E(t) = Ei + vt + δEsin(ωt) = Edc(t) + Eac(t)


交流伏安法之原理

Edc(t) = 紫色、Eac(t) = 綠色、E(t) = 藍色

舉例來說:圖 2 以 10 Hz 頻率和 10 mV 振幅信號做 ACV 實驗,直流信號為 0 V~2 V 的電壓掃描,放大圖表即可看到交流信號

在頻率 10 Hz 和振幅 10 mV 下,交流伏安法的電壓掃描結果

總而言之,交流伏安法可使用 AC 信號蒐集有關電化學反應的電子轉移動力學數據

資料來源:BioLogic Learning Center –What is AC Voltammetry? Introduction to technique principles

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