交流伏安法簡介 (II)
何為交流伏安法?
選擇合適的參數
EC-Lab® 的 ACV 技術設置界面
- 頂點電位
以頂點電位執行 ACV 與 CV 的量測步驟相同，皆必須先進行電位掃描以便觀察電子 轉移、氧化還原反應
可自定義電化學掃描參數以獲得可逆性反應數據
- 頻率
交流伏安法與循環伏安法的最主要差異為：ACV 可在不只一個頻率的狀況下執行，
每當頻率改變時，ACV 皆能夠在不同時間點偵測其電化學反應過程
舉例來說，電化學雙層充電反應 (Electrochemical Double-Layer Charging) 為高頻率反應的一種，其反應時間通常較快；
反之，擴散反應頻率較低，若以 CV 技術做實驗，上述兩者反應會同時發生，影響到總電流輸出，
以此為前提下，較難在 CV 實驗獨立分析兩者實驗的響應過程
若使用 BioLogic 恆電位儀做實驗，EIS 通道的有無並非執行交流伏安法的主要條件，
電化學設備的實驗關鍵參數為如何快速的改變其控制值
- 振幅
與掃描期間的總電壓變化量相比，將 AC 信號的振幅值維持相對小很重要
一般來說，可使用 5~20 mV 的振盪執行 ACV 測量
實驗數據分析
使用交流伏安法可有效區分法拉第與非法拉第電流/電容，
並透過選擇既定頻率範圍找 到合適的輸入信號以觀察特定電化學現象
對交流伏安法的數據分析是基於分離 AC、DC 的響應結果
- 若執行兩個獨立實驗(以ACV、CV為例)，
使用從ACV實驗數據文件夾中扣掉CV 實驗數據的 DC 響應，
並開啟 AC 詳細圖在數據上讓波形特徵與反應參數（表面積、擴散率、濃度、活性係數等等）有關聯
- 平均交流伏安曲線可過濾部分AC，並確定伏安圖
- 透過傅立葉變換分析頻率而非時間
此可提供部分 AC 的諧波，比直流伏安法對電荷轉移現象更靈敏
例如:雙層充電電流在高諧波中會被壓制
交流伏安法－相關單詞表
| 單詞 | 定義 |
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交流伏安法 AC Voltammetry |
交流伏安法 (AC voltammetry, ACV) 是一種的使用正弦電壓疊加在直流電壓信號上的電化學分析技術 |
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電容電流 Capacitive current |
與電極產生的電容充放電相關的電流|電解質接口 |
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循環伏安法 Cyclic Voltammetry |
循環伏安法 (Cyclic Voltammetry, CV) 是一種使用 2 個頂點間的連續直流電壓掃描以解析氧化還原電位的電化學分析技術 |
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法拉第電流 Faradaic current |
與發生在電極之電化學反應相關的電流|電解質接口 |
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掃描 / 掃描速率 Scan or Sweep rate |
在執行 ACV 量測時電位掃描的速率 一定程度上會影響可逆性反應結果和穩定狀態 |
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頂點 Vertex, vertices |
當執行線性伏安掃描法 (Linear Scan Voltammetry, LSV) 或循環伏安法時， 會掃描紀錄電位值、各電位間的值掃描速率會在數值到達頂點時反轉 |
資料來源:BioLogic Learning Center – What is AC Voltammetry? Introduction to technique principles
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