
【化】 working electrode
工作电极(Working Electrode,WE)是电化学系统中的核心组件,指在实验或工业过程中发生目标氧化还原反应的电极表面。根据国际纯粹与应用应用化学联合会(IUPAC)定义,其功能在于提供电子转移的界面,使研究人员能够通过测量电流、电势等参数分析物质的电化学行为。
该电极的典型特征包括:
在锂离子电池领域,工作电极承担锂离子嵌入/脱出反应($mathrm{Li^+ + e^- leftrightarrow Li}$),其性能直接影响电池容量和循环寿命。美国国家标准技术研究院(NIST)的测试数据显示,优化后的石墨工作电极可使电池能量密度提升18%-23%。
环境监测传感器中的工作电极则通过特异性催化反应实现污染物检测,例如基于金电极的汞离子传感器检测限可达0.1ppb级别。这种选择性响应机制已被收录于《分析电化学》教科书第三章。
工作电极是电化学系统中的核心部件,主要用于引发或承载特定的氧化还原反应。以下是其详细解析:
1. 定义与作用 工作电极(Working Electrode)指在电化学测试或反应过程中,直接参与电化学反应并引起溶液中待测组分浓度显著变化的电极。例如在电解池中,工作电极是发生目标反应(如析氢、金属沉积)的位置。
2. 材料特性 常见材料包括:
3. 与其他电极的区别 在三电极体系中:
4. 应用场景 广泛应用于电池性能测试、腐蚀研究、传感器开发等领域。其设计需根据具体反应选择合适材料,例如锂电池中采用石墨作为负极工作电极。
5. 性能要求 需具备高导电性、化学稳定性及催化活性,以确保反应效率和测量精度。
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