电化学测试方法及三电极测试体系介绍

所谓的电化学，是电作用与化学作用相互关联的一个化学学科的分支，主要包括通过电流调整化学反应以及通过化学反应产电这两种类型。其中就包括了大量的反应现象（电泳、腐蚀等）、各类器件（电致变色智能窗、各类电池、电分析传感器等）以及各类技术（金属电镀等）。通过一些固定的输入（如恒电流、恒电压、阶梯电势等）来获取输出的电信号，从而反映出电极材料的界面结构、界面上的电势分布以及在这些界面上进行的电化学过程等，这就是我们常说的 电化学测试。

电化学测试的方法很多，根据测试的内容可以分为三类：1.电化学热力学性质方面的测试；2.动力学性质的测试；3.结合光谱波谱技术、引入光信号等进行的综合测试。

而如果根据测试的特质，又可以分为以下几大类：1.稳态测试方法；2.暂态测试方法；3.伏安法；4.交流阻抗法等。了解电化学测试方法之前，应先对电化学测试常用的三电极测试体系进行简单介绍。

所谓的三电极体系，是为了排除电极电势因极化电流而产生的较大误差而设计的。它在普通的两电极体系（工作电极与对电极）的基础上引入了用以稳定工作电极的参比电极，电解池由三个电极组成：工作电极（W），对电极（C）以及参比电极（R）。

W是主要的电极研究和操作对象，R是电势电极的比较标准，而C主要用以通过极化电流，实现对电极的极化。三电极体系在电路中时，P代表极化电源，为研究电极提供极化电流。mA和V分别为电流表和电压表，用以测试电流和电势。P, mA, C, W构成的左侧回路，称为极化回路，在极化回路中有极化电流通过，可对参比电极进行测量和控制。V, R, W构成了右侧回路，称为测量控制回路。在此回路中，对研究电极的电势进行测量和控制，由于回路中无极化电流流过，仅有极小的测量电流，所以不会研究电极的极化状态和参比电极的稳定性造成干扰。由此可见，三电极体系可使研究电极表面通过极化电流，又不会妨碍研究的电极电势的控制和测量，可同时实现电势和电流的控制和测量。所以，大部分电化学研究测试均在三电极体系完成。