旋转圆盘电极：精准测量电极反应的“离心机”

　　在电化学研究的精密世界里，如何将复杂的反应过程“抽丝剥茧”，进行精确测量与分析，一直是科学家追求的目标。旋转圆盘电极正是解决这一难题的关键工具，它以其独特的流体动力学设计，成为揭示电极反应动力学与传质过程细节的“神探”。

　　装置核心：简约而不简单的构造

　　旋转圆盘电极装置的核心在于其精巧的机械与电化学结合设计。它主要由一个精密控制的旋转系统和一个嵌入其中的

盘状工作电极构成。电极通常由铂、金、玻璃碳等惰性材料制成，表面抛光至镜面般光滑，确保反应界面的均一性。

整个电极被牢固安装在由电机驱动的转轴上，可以在高达每分钟数千转的范围内进行精确调速。在实验中，该电极与

对电极、参比电极一同构成标准的三电极体系，浸入含有目标物质的电解液中，连接至电化学工作站进行测量。

　　工作原理：掌控“流体边界层”的艺术

　　RDE的奥妙，根植于其旋转时产生的独特流体力学效应。当圆盘在溶液中高速旋转时，它会像一个小型离心泵，

持续将新鲜的电解液从本体溶液“泵”向电极表面，同时将反应产物迅速“甩”离。这种强制对流模式，在电极表面

创造了一个厚度可控且均匀的“扩散边界层”。

　　电极反应速率往往受到两个步骤的控制：一是电子在电极界面的转移速度（电化学动力学步骤），二是反应物向

电极表面迁移的速度（传质步骤）。在静止电极上，两者相互耦合，难以区分。而RDE通过精确旋转，将传质过程强化

并稳定为一个已知且可计算的量——根据著名的列维奇方程，反应物到达电极表面的流量与旋转角速度的平方根成正比。

这意味着，研究者只需改变旋转速度，就能系统地调控传质速率，从而在实验中“剥离”出纯电化学动力学信息，实现

对反应速率常数、电子转移数等关键参数的精准测定。

　　无可替代的独特优势

　　RDE技术的核心优势在于其对传质过程的精确量化与控制，这使其在众多电化学技术中脱颖而出：

　　获得均一的电流密度：电极表面的传质条件完全一致，使得电流分布高度均匀，实验结果重现性极佳。

　　实现极高的传质速率：通过提高转速，可获得比静态电极高几个数量级的传质速率，有利于研究快速反应。

　　分离动力学与传质步骤：通过一系列不同转速下的测量，可以轻松区分反应是由电子转移速率控制，还是由反应

物扩散控制。

　　稳态测量：易于达到稳定的对流扩散状态，获得稳态电流，简化了数据解析过程。

　　广阔的应用天地

　　凭借这些优势，旋转圆盘电极已成为前沿科研与工业研发的利器：

　　燃料电池与电池研究：精准评估氧还原反应、氢氧化反应等关键电催化剂的活性与稳定性，是开发高效能源

转换材料的“试金石”。

　　电催化机理解析：深入研究水分解、二氧化碳还原、氮气还原等复杂多步反应的决速步骤与反应路径。

　　腐蚀科学与电沉积：量化腐蚀速率，研究金属钝化行为，优化电镀工艺参数。

　　传感器开发：评估和优化电化学传感器的灵敏度与响应特性。

　　功能的延伸：旋转环盘电极

　　在标准RDE的基础上，科学家还发展出了其“升级版”——旋转环盘电极。它在中心圆盘外围增加了一个同心

环电极，二者之间绝缘。这种设计允许RRDE在盘电极上生成反应中间体或产物，并立即在环电极上进行检测。该

技术对于捕获和鉴定短寿命的中间物种、研究反应选择性（如燃料电池中过氧化氢的产率）具有不可估量的价值。

　　从基础电化学参数的精确测定，到能源、环境、材料等前沿领域的深刻洞察，旋转圆盘电极装置以其严谨的科学

设计和强大的功能，持续推动着电化学学科及相关技术的进步。它不仅仅是实验室中的一个仪器，更是连接微观反应

机制与宏观性能表现的不可或缺的桥梁。

　    氢芯科技旋转圆盘电极装置参数

   　1.设备功能：该系统是一个高精度的旋转控制装置，可以和任意品牌型号的电化学工作站配合使用，用于HER、

OER、HOR和ORR等电催化领域动力学研究；

　　2.转速控制策略：可以采用设备旋钮手动控制，亦可由电化学工作站/稳压电源通过输出电压来精确控制转速；

　　3.高精度电机+伺服驱动，转速实时反馈、扭矩自动补偿；

　　4.LED转速显示+数控编码器转速控制，支持一键锁定转速+断电自动记忆转速，保证精准、易于转速调节；

　　5.转速控制范围：50-9800rpm

　　6.转速控制精度：每1000rpm的误差小于0.2rpm。

　　7.接触电阻：<0.5Ω。

　　8.旋转杆支持360°内的任意角度翻转，便于电极浆料的旋涂功能。

　　9.电极螺纹接口可同时兼容PINE规格的环盘和圆盘电极头。

　　10.电极旋转机构与转速控制主机为分体可拆式结构，方便将旋转机构置入手套箱。

　　11.电解池周边空间大且灵活,支持50ml-1000ml规格的各类电解池。

　　12.高精度轴承+不锈钢旋转杆，旋转杆长度>200mm,旋转轴轴径16mm。

　　13.采用长度可调的弹簧+含银量>80%的银碳刷（可拆式）对电极结构，保证电信号传输稳定。