EIS 分析工具-ZSim & ZFit (I)

若使用 ZSim & ZFit 分析數據,要如何選擇合適的等效電路?

前言

一般來說，在阻斷、分析阻抗數據前，需要先確定研究的系統/設備是否為一個電路，

一個電路的組成應包含：電阻、電容、串聯/並聯的電路感應器

由於研究系統為電化學相關，因此電元素表並不一定能正確模擬反應中的關鍵過程

電感應

高頻率電感應

在電感器中,電感應 L 的阻抗公式為:

ZL=Ljω

電感器電阻為純正虛數

因此在 Nyquist 圖表中，電感應對應到低於實際軸的阻抗值 (−ImZ vs ReZ)

在低阻抗系統中，電感反應只能在執行高頻率量測時檢測到，其原理與磁耦合效應相關

倘若電感反應發生，因其可能會影響到數據圖表的剩餘部分，

不建議刪除實際軸以下之數據，也不建議無視電感應，只需在等效電路中加入條件 L 即可

低頻率電感應

電感應的特性可在低頻率實驗中檢測到

一般來說，為了有效地偵測電感應數值，比較建議使用Bode圖，而非Nyquist圖

因電化學 Volmer-Heyrovský反應－意即質子到雙氫的兩次還原過程，

電感值在執行金屬酸性腐蝕實驗時會較精確，阻抗值依據應用電位、阻抗圖 (Bode或Nyquist) 的不同在電壓上會有極大的差異

此外，當 Volmer-Heyrovský 反應發生在腐蝕電位時，可仿照L+R、C+R等效電路（值變為負數），

上述兩項等效電路具有不可分割性，實驗結束後會得到不同參數值的同一種類阻抗圖，

因此選擇其中較熟悉的等效電路執行實驗即可