電化學(xué)中的交流阻抗系統(tǒng)，你知道多少？

　　交流阻抗系統(tǒng)是電化學(xué)工作站的一大工作原理，在使用電化學(xué)工作站時(shí)，很多的實(shí)驗(yàn)工作都會(huì)牽涉到交流阻抗法，那么交流阻抗法到底是什么？它的實(shí)現(xiàn)原理和工作方法是什么？下面讓我們來了解一下。
 

　　交流抗阻
 

　　交流阻抗也叫做電化學(xué)阻抗譜(ElectrochemicalImpedanceSpectroscopy，簡寫為EIS)，早期的電化學(xué)文獻(xiàn)中稱為交流阻抗(ACImpedance)。阻抗測量原本是電學(xué)中研究線性電路網(wǎng)絡(luò)頻率響應(yīng)特性的一種方法，引用到研究電極過程，成了電化學(xué)研究中的一種實(shí)驗(yàn)方法。
 

　　交流抗阻法的原理與實(shí)現(xiàn)方法
 

　　交流阻抗法(alternatingcurrentimpedance，ACimpedance)阻抗測量原本是電學(xué)中研究線性電路網(wǎng)絡(luò)頻率響應(yīng)特性的一種方法,引用到研究電極過程,成為電化學(xué)研究中的一種實(shí)驗(yàn)方法?？刂仆ㄟ^電化學(xué)系統(tǒng)的電流或電勢在小振幅的條件下隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，同時(shí)測量相應(yīng)的系統(tǒng)電勢或電流隨時(shí)間的變化，此時(shí)電極系統(tǒng)的頻響函數(shù)就是電化學(xué)阻抗。通過阻抗可以分析電化學(xué)系統(tǒng)的反應(yīng)機(jī)理、計(jì)算系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)。交流阻抗法是一種以小振幅的正弦波電位(或電流)為擾動(dòng)信號，益加在外加直流電壓，并作用于電解池，通過測童系統(tǒng)在較寬頻率范圍的阻抗譜，獲得研究體系相關(guān)動(dòng)力學(xué)信息及電極界面結(jié)構(gòu)信息的電化學(xué)測量方法。對于一個(gè)電解池系統(tǒng)，當(dāng)在電極兩端施加一定電壓時(shí)，陰陽極會(huì)構(gòu)成一個(gè)回路，在這個(gè)回路中，電子和離子的傳遞受到一定的阻力的作用，包括：溶液的阻力，電極的阻力。而這些阻力正好可以用電阻R進(jìn)行表征。再者，在電極和溶液界面上，兩相中的剩余電荷會(huì)引起靜電相互作用，以及電極表面與溶液中的各種粒子(溶劑分子、溶劑化了的離子和分子等)的相互作用。
 

　　交流阻抗法的主要實(shí)現(xiàn)方法是，控制電化學(xué)系統(tǒng)的電流在小幅度的條件下隨時(shí)間變化，同時(shí)測量電勢隨時(shí)間的變化獲取阻抗或?qū)Ъ{的性能，進(jìn)而進(jìn)行電化學(xué)系統(tǒng)的反應(yīng)機(jī)理分析及計(jì)算系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)等。交流阻抗譜可以分為電化學(xué)阻抗譜(EIS)和交流伏安法。EIS探究的是某一極化狀態(tài)下，不同頻率下的電化學(xué)阻抗性能。
 

　　交流抗阻法的作用與應(yīng)用
 

　　由于采用小幅度的正弦電勢信號對系統(tǒng)進(jìn)行微擾，電極上交替出現(xiàn)陽極和陰極過程，二者作用相反，因此，即使擾動(dòng)信號長時(shí)間作用于電極，也不會(huì)導(dǎo)*化現(xiàn)象的積累性發(fā)展和電極表面狀態(tài)的積累性變化。因此EIS是一種“準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)方法”。通過EIS，我們一般可以分析出一些表面吸附作用以及離子擴(kuò)散作用的貢獻(xiàn)分配，電化學(xué)系統(tǒng)的阻抗大小、頻譜特性以及電荷電子傳輸?shù)哪芰?qiáng)弱等等。
 

　　在高精度交流阻抗系統(tǒng)、各類電化學(xué)工作站中都應(yīng)用了交流抗阻法來實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)供電等功能。