旋转环盘电极/圆盘 电极RRDE测试系统可用于氧还原反应（ORR）、氧析出反应（OER）、 燃料电池催化剂表征、金属腐蚀及其他电化学动力学研究等领域。IPS RRDE 测试系统由转速控制系统， 旋转系统，电解池和电极等组成。 转速控制系统，即马达控制器，它可以提供手动控制和软件控制两种方式。该测试系统能够与其他品牌电化学工作站联用。

　　电化学的发展   

　　A.电化学现象的发现Galvani在1791年做青蛙解剖实验，他的助手用外科手术刀的刀尖触及青蛙的脚杆神经时，发现青蛙四肢的肌肉发生剧烈的收缩，陷入僵硬性的痉挛中。当时得出的结论是生物学与电化学之间有一种“深奥的联系”。为了纪念他的贡献，在英文里把检流计称为galvanometer，金属镀锌的程序成为galvanizing。

　　1799年，意大利物理学家伏打（Volta）发明了第一个化学电源。1800年，Nichoson利用伏打电堆电解水溶液时，发现两个电极上均有气体析出。这是电解水的第一次尝试。（至今人们对于HER和OER的探索还在继续）。1803年戴维用电解法成功得到金属钾和金属钠，利用电化学法得到活泼金属单质成为可能。

　　B.电化学理论的发展(1) Faraday电解定律：法拉第使用伏打电池进行了“电”和“磁”的实验。通电后能产生磁场，移动的磁场又能生电，1831年诞生了发电机。1834年，Faraday在总结很多实验现象的基础上，提出了著名的Faraday电解定律，使得人们可以定量地研究有关电化学现象，电化学理论获得了进一步的发展。

　　(2)Nernst方程：1889年，能斯特（Nernst）用热力学公式导出了电极电势与参与电极反应的物质浓度之间的关系，即著名的能斯特方程。

　　(3)Tafel公式：1905年，塔菲尔（Tafel）提出了电流密度与氢过电位之间的半对数经验公式，即著名的塔菲儿公式。人们开始意识到电化学动力学的重要性。   η=a+blogj  其中，过电位η和电流密度j均取绝对值；a和b为两个常数。

　　(4)电化学动力学与电化学测试技术：1940年左右，人们对界面电化学有了初步的研究总结，如双电层结构和析氢过程动力学。1950年以后，电化学界面过程动力学有了长足的进步，Marcus建立了电子传递的微观理论，“固/液”界面的电子传递是其中的重要组成部分。

　　(5)原位电化学技术：1970年开始，原位（insitu）电化学技术被应用到电化学机理的探索。最近几年，电化学原位X射线吸收谱往往能在一些不错的杂志上出现。1980年后，出现了以扫描隧道显微镜（STM）为代表的扫描微探针技术，迅速被发展为电化学现场和非现场显微技术。

　　C.电化学的发展方向1.微观电化学机理的研究和体系的构建：如采用原位和非原位技术对电化学过程进行原子或分子尺度的探索，推测合理的反应机理及模型。

　　2.电化学测试技术的提高：以电信号为激励和监测手段的传统电化学研究方法朝提高监测灵敏度、适应各种极端条件及各种新的数学处理的方向发展。

　　3.电化学应用（与其他学科的交叉）：如电化学与有机化学结合的电合成，如电化学与无机等结合的电解工艺、腐蚀防护，电化学与催化结合的电催化、新能源，电化学与光化学结合的光电化学，电化学与生物结合的化学传感器等等。

　　  电化学的应用   

　　一、电解和电合成氯碱工业、电解铝、电解水、电合成；

　　二、金属腐蚀与防护金属腐蚀控制的电化学方法：（1）形成电镀层，即用直流电源以电沉积的方式在金属表面上沉积一层金属或合金镀层的方法。（2）牺牲阳极保护。这种方法不利用外加电源，而是在被保护的金属物上连接一种电极电势更负的金属或合金。（3）阳极保护。就是通过外加电流使被保护的金属进行阳极极化，从而使其腐蚀程度降到最低的一种电化学保护方法。

　　三、生物电化学生物传感器、生物电催化；

　　四、化学电源一次电池、二次电池、锂离子电池（也属于二次电池的一类）、燃料电池；在此简单介绍一下燃料电池。燃料电池的优点主要有：能量转换效率高，污染低，噪声低，发电能量可调节，储能物质选择范围宽，工作可靠性高。燃料电池具有良好的应用前景，已经成为世界范围内物理化学家的研究热点。   电化学中的三电极体系及选择标准    

　　1.为什么要选择三电极体系？二电极体系 一旦体系中有电流通过，对电极就会发生极化，导致电位的变化，这样工作电极所测到的电位就不准了。因此三电极体系显然是首选。三电极体系的原理：工作电极和对电极构成回路，对电极只是起到电流导通的作用，而参比电极用来作为测量或施加工作电极电位的基准，因此工作电极的电位也就是相对于参比电极的电势了。三电极体系包括工作电极、对电极和参比电极。

　　它们的选择标准：

　　 工作电极需满足三个条件：①所研究的电化学反应不会因电极自身所发生的反应而受到影响，并且能够在较大的电位区域中进行测定。②电极必须不与溶剂或电解液组分发生反应。③电极面积不宜太大，电极表面最好是均一平滑，且能够通过简单的方法进行表面净化。 常见的“惰性”固体电极有玻碳、铂、金、银、铅、导电玻璃（FTO,ITO等）。常用的液体电极有液态汞。

　　 辅助电极（counterelectrode）辅助电极也叫对电极，其作用是和工作电极组成一个串联回路，只起到导电的作用。在电化学研究中经常选用性质比较稳定的材料，比如铂或者石墨。为了减少辅助电极极化对工作电极的影响，辅助电极本身的电阻要小，并且不易极化，其面积通常要求大于工作电极。

　　参比电极（referenceelectrode）①电极电势已知且稳定，重现性好的可逆电极。即电极过程的交换电流密度相当高，是不极化或难极化电极，因此能迅速建立热力学平衡电位，其电极电势符合Nernst方程。

　　②参比电极内的电解液不与电解池中的电解液或相关物质反应。

　　③电极电位的温度系数小。

　　④参比电极中的电解液离子渗透到溶液中不会影响工作电极的反应。

　　常用的参比电极有：饱和甘汞电极（SCE）、Ag/AgCl电极、可逆氢电极（RHE）、Hg/HgO电极、Hg/Hg2SO4电极等

　　一般在酸性或中性溶液中选择饱和甘汞电极（SCE）或Hg/Hg2SO4电极，在碱性溶液中选择Hg/HgO电极。当然如果使用盐桥，SCE在碱性溶液中也是可以使用的，前提是排除Cl离子对工作电极的影响。   电解池的设计及标准   

　　1.电解池的种类按照电解槽中的研究电极和辅助电极是否隔开，可将电解槽分为单室电解槽和双室电解槽。

　　2.电解池设计的一些标准

　　A.电解池的材质常用的电池材料是玻璃，它在大多数无机溶液或有机溶液中都很稳定，但是在HF溶液、浓碱中不是很稳定，此时可以用聚四氟乙烯，它具有很好的化学稳定性，在王水和浓碱中均不发生变化，也不溶于有机溶剂，使用温度范围-195℃~250℃

　　B.电解池的体积体积要适当，同时要选择适当的工作电极和溶液体积之比，在多数电化学测量中，需要保证溶液本体浓度不随反应的进行而改变，这时就要采用小的工作电极与溶液体积之比；因此要根据具体情况确定溶液体积，选择合适的电解池。

　　C.电解池的通气装置电化学测量需要使用惰性气体除氧或CO、H2S、O2等特殊气体，电解池需要有进气和出气通道，进气管口应该在电解池底部，常接有烧结玻璃，使进入的气体变成小气泡，更易分散，出气口有水封，防止空气进入，或在实验过程中改为在溶液上方通气，防止气体干扰到实验的进行，又起到保护气的作用。

　　D. 隔膜工作电极和辅助电极体系之间的电流密度尽量能够分布均匀（特别是对于精细的电化学实验），所以两个电极最好是平面且是对着的。

　　E.鲁金毛细管为了精确控制工作电极上的电势，参比和工作电极之间的电阻要尽量小，这时可以用鲁金毛细管。

　　F.盐桥盐桥作用有两个：一个是减小液接电位；二是防止或减少研究和参比电极的溶液之间的相互污染。常用的盐桥的电解质是KCl，为了防止其他离子与Cl离子反应，也可用KNO3。一般用琼脂固定，做成U型，保存在饱和的盐桥内置溶液中。

　　G.支持电解质为了减小电场作用下电活性物质的迁移现象，需要加入高浓度的不参加电极反应的电解质，称为惰性电解质或支持电解质。支持电解质可以是无机盐也可以是有机盐，酸或碱，或缓冲溶液（如柠檬酸盐、磷酸盐、醋酸盐等）。

　　溶剂和支持电解质使用的电势范围，在一定程度上其值也与所使用的电极材料有关，也即我们常说的电化学势窗（potentialwindow）。所有的情况必须保证支持电解质在实验所使用的电势范围内是惰性的，不能与电极或电极反应产物发生反应。在进行电化学测试前，必须进行potentialwindow的确定，以防干扰电化学测量或损坏电极。