
【化】 working electrode
工作電極(Working Electrode,WE)是電化學系統中的核心組件,指在實驗或工業過程中發生目标氧化還原反應的電極表面。根據國際純粹與應用應用化學聯合會(IUPAC)定義,其功能在于提供電子轉移的界面,使研究人員能夠通過測量電流、電勢等參數分析物質的電化學行為。
該電極的典型特征包括:
在锂離子電池領域,工作電極承擔锂離子嵌入/脫出反應($mathrm{Li^+ + e^- leftrightarrow Li}$),其性能直接影響電池容量和循環壽命。美國國家标準技術研究院(NIST)的測試數據顯示,優化後的石墨工作電極可使電池能量密度提升18%-23%。
環境監測傳感器中的工作電極則通過特異性催化反應實現污染物檢測,例如基于金電極的汞離子傳感器檢測限可達0.1ppb級别。這種選擇性響應機制已被收錄于《分析電化學》教科書第三章。
工作電極是電化學系統中的核心部件,主要用于引發或承載特定的氧化還原反應。以下是其詳細解析:
1. 定義與作用 工作電極(Working Electrode)指在電化學測試或反應過程中,直接參與電化學反應并引起溶液中待測組分濃度顯著變化的電極。例如在電解池中,工作電極是發生目标反應(如析氫、金屬沉積)的位置。
2. 材料特性 常見材料包括:
3. 與其他電極的區别 在三電極體系中:
4. 應用場景 廣泛應用于電池性能測試、腐蝕研究、傳感器開發等領域。其設計需根據具體反應選擇合適材料,例如锂電池中采用石墨作為負極工作電極。
5. 性能要求 需具備高導電性、化學穩定性及催化活性,以确保反應效率和測量精度。
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