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电化学原位反应池是一类用于电化学原位表征的核心实验装置
2026年10月29日 11:13
来源：北京择优乐成科技有限公司
电化学原位反应池可在电化学反应进行过程中，结合光谱、衍射等技术实时观测反应动态，无需离线取样即可获取电极界面的变化信息。
电化学原位反应池的底层原理是维持稳定电化学界面环境 + 预留无损探测通道，同步实现电化学调控与原位信号采集。
电化学基础单元采用经典三电极体系：工作电极(WE)承载催化活性材料，是电化学反应发生位点；参比电极(RE)提供稳定电位基准，精准控制工作电极电位；对电极(CE)承担补偿电流，保证回路正常导通；电解液构建离子传输通路，形成完整电化学反应环境。
与普通电解池大的区别在于：池体上设计适配表征技术的光学 / 射线窗口，为激光、X 射线、红外光等探测信号提供光路通道，让探测光束直接抵达电极 - 电解液固液界面。在恒电位 / 恒电流模式驱动电化学反应持续发生的同时，光谱、衍射等表征设备沿着预设光路采集界面信号，不需要中断反应、取出样品、离线处理，直接获得反应真实状态下的动态信息。
根据表征类型，原位池结构设计有所区分：原位红外多采用薄液层结构，降低电解液对红外光吸收；原位 XRD、XAFS 侧重适配 X 射线透射 / 荧光采集；原位拉曼兼顾光路聚焦与气泡排出；微流控型原位池还可实现电解液连续流动、更新界面环境，消除产物累积干扰。
本质上，原位反应池搭建起 “电化学控制 - 界面探测” 耦合体系，把电化学宏观信号和原子、分子尺度微观信息一一对应，建立电位、电流与催化剂物相、价态、表面中间体之间的关联。
核心功能
标准电化学调控功能
可与电化学工作站联用，完成常规电化学测试：循环伏安、线性扫描伏安、恒电位电解、恒电流电解、阻抗谱等，精准调控界面电位、反应速率，模拟 HER、OER、ORR、CO₂还原、氮还原、金属沉积 / 溶出、电池充放电等反应工况，获得电化学基础动力学参数。
原位动态表征耦合功能
支持与多种表征技术联用，实现多维度信息同步采集：
- 原位红外(ATR-IR)、原位拉曼：识别电极表面吸附中间体、官能团变化，捕捉反应路径中的关键中间物种；
- 原位 XRD、原位 XAFS：监测催化剂晶相转变、晶格畸变、金属元素氧化态变化、配位结构演化；
- 原位质谱、原位紫外：检测液相 / 气相产物，定量追踪产物随电位变化的生成规律；
- 原位显微镜：直接观测电极表面形貌演变、气泡生长、枝晶生成等现象。
界面环境可控功能
通过密封结构、流道设计、气路接口，实现气氛保护、电解液动态更新、温度控制；及时排出反应产生气泡，避免气泡遮挡光路、覆盖活性位点造成信号失真；隔绝空气，防止敏感催化剂、中间产物氧化失活，还原真实反应环境。
多场景适配与模块化拓展功能
模块化结构可以快速更换窗口、电极、隔膜，适配酸性、碱性、中性电解液以及离子液体体系；部分一体化原位池可兼容同步辐射大科学装置测试站，满足高能 X 射线原位表征需求。
关键词：
化学原位反应池配件
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