微分電化學質譜儀

 微分電化學質譜儀，可以進行實時原位分析電化學反應中的揮發性反應物、中間體、反應產物及動力學參數。當電極反應產物為共析出時，電化學質譜儀可同時確定每種產物的含量隨電極電位或時間的變化。相關的應用領域為鋰離子電池電解液開發、電解水析氫、析氧，HER，OER等，如鋰離子電池電解液性能評價與分解行為產物體系研究、CO2還原、小分子氧化、電催化合成氨 / 電化學腐蝕、鋰氧電池/金屬空氣電池等。

在電化學催化反應的研究過程中，產物檢測儀器的精度和穩定性對于實時、準確的對反應產物進行檢測非常重要，例如在電解水析氫過程中，需要對析氫速率與電極電位試試對應起來；評價電極材料、催化劑性能，以及正確認識不可逆副反應中發揮重要作用。質譜快速、微量、準確的定性定量分析結合同位素標記或電量計算等方法，可以真實地反應電化學過程在不同狀態下發生的各種變化。隨著燃料電池、鋰離子電池、鋰硫電池等多種電化學能量存儲與轉換器件的迅速發展，在線電化學質譜檢測儲能器件在生產，存放和工作時產生或消耗的氣體，監控儲能器件的安全性和可逆性，展現其廣泛的應用前景。

電解水制氫具有可再生性、產品純度高、無污染等優點，是能源再生的有效途徑。然而，目前電解水制氫的陰極材料仍存在成本高、過電位高導致能耗高等問題。因此研究析氫電極推動氫能技術的發展具有重要意義。對析氫反應機理的認識有助于的進一步的理解電催化機理的本質和指導電解析氫催化劑的設計。數據圖：

HPR-40 DEMS 測量CO2還原電化學產物能夠做到：氣相和液相產物分析；質譜高靈敏度分析；多組分分析；原位、實時在線分析；快速分析；響應時間約1秒；電化學反應結束，產物分析也完成。

伯克利大學的A.T. Bell 教授使用HPR-40 DEMS微分電化學質譜儀做了CO2在銅電極的還原，產生了H2, CH4, C2H4, 乙醇，一丙醇等產物；如下圖所示，1h的電化學反應時間，同步得到了產物分析數據，充分體現了DEMS的特點。在CO2RR中，一個有趣的現象是在銅基催化劑上形成了含單個或多個碳鍵的產物。