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xiayue1990銀蟲(chóng) (正式寫(xiě)手)
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[求助]
交流阻抗 質(zhì)子交換膜 電化學(xué) 擬合
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最近在做質(zhì)子交換膜電導(dǎo)率的研究，遇到了一些問(wèn)題，希望大家能參考一下。 我們所用測(cè)試平臺(tái)如圖1所示；國(guó)標(biāo)的測(cè)試平臺(tái)如圖2所示；得到的較好的圖譜如圖3所示；不規(guī)則的圖譜如圖4，圖5為擬合后的等效電路圖。 現(xiàn)在我有以下幾個(gè)問(wèn)題存在困惑： （1）不同文獻(xiàn)，測(cè)試方法基本相同，計(jì)算公式卻不同，究竟哪個(gè)更合理？ 在那輝教授課題組的文章中，采用圖1所示的平臺(tái)，利用交流阻抗法測(cè)試復(fù)合膜的電導(dǎo)率。電導(dǎo)率計(jì)算公式：б=L/(R*A) L為膜的厚度，A為膜的面積，R為膜的電阻。而國(guó)標(biāo)中給出的測(cè)試平臺(tái)與那教授課題組的一致，電導(dǎo)率計(jì)算公式卻為:б=a/(R*b*d) 其中a為電極間的距離，b為與電極垂直方向膜的有效長(zhǎng)度，d為樣品的厚度，R為膜的電阻。 參考：1Dou Z, Zhong S, Zhao C, Li X, Fu T, Na H: Synthesis and characterization of a series of SPEEK/TiO2 hybrid membranes for direct methanol fuel cell. Journal of Applied Polymer Science 2008, 109(2):1057-1062. 2 http://www.docin.com/p-542559578.html （2）在Nyquist圖中，如何取膜的電阻值？ 大多數(shù)文獻(xiàn)里面說(shuō)取半圓與實(shí)軸高頻區(qū)的交點(diǎn)作為膜的電阻，但是也有部分文獻(xiàn)說(shuō)可以取直線(xiàn)在實(shí)軸上的截距。請(qǐng)問(wèn)兩種取法各自是出于什么考慮的？究竟應(yīng)該怎么取？ （3）對(duì)于不規(guī)則的圖譜（如圖4），怎么進(jìn)行擬合？ 對(duì)于圖3較為規(guī)則的圖譜，可以較好的將高頻區(qū)擬合成一個(gè)半圓。但是對(duì)于圖4這樣的圖譜，顯示出一種“V”形狀，是什么情況造成的呢？若取高頻區(qū)的點(diǎn)做圓的話(huà)，得到的圓直徑很大，圓形與高頻區(qū)實(shí)軸交點(diǎn)為負(fù)。 （4）擬合電路圖中各原件的物理意義？ 根據(jù)圖5的電路圖，擬合后的數(shù)據(jù)與原圖譜的重合性較好。但是我不太清楚各個(gè)原件的物理意義。我只知道Rs是半圓與實(shí)軸高頻區(qū)的交點(diǎn)，Rp為半圓的直徑。 請(qǐng)求您的幫助，還愿大家不吝賜教！ 圖1，課題組采用的測(cè)試平臺(tái) 圖2，國(guó)標(biāo)給出的測(cè)試平臺(tái) 圖3，較好的數(shù)據(jù)圖譜.png 圖4，不規(guī)則的圖譜.png 圖5擬合電路圖.png [ 來(lái)自科研家族 高分子家族 ] |
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3樓2022-11-08 21:17:16
Jackcd12
至尊木蟲(chóng) (知名作家)
- ECEPI: 13
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- 專(zhuān)業(yè): 電化學(xué)
【答案】應(yīng)助回帖
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感謝參與，應(yīng)助指數(shù) +1
zlin: ECEPI+1, 鼓勵(lì)應(yīng)助！ 2013-04-16 09:01:22
xiayue1990: 金幣+10, ★★★很有幫助 2013-07-14 09:23:45
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與測(cè)液體電解質(zhì)的電導(dǎo)率一樣，都采用阻抗技術(shù)。 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的方形電解池而言，在計(jì)算時(shí)，公式中的電解池常數(shù)：電極之間的距離和電極面積。 但對(duì)于電極布置在膜的同一面的情況，不涉及膜的厚度，如果把電極固定在膜的對(duì)面（三明治結(jié)構(gòu)），就需要考慮膜厚。 至于由阻抗數(shù)據(jù)計(jì)算導(dǎo)電率的公式：conductivity=d/A*(Z')/(|Z|^2)； d: 電極之間的距離（電極同側(cè)），或材料厚度（電極夾樣品）； A:電極面積，或樣品面積； Z':阻抗實(shí)部；|Z|阻抗模量 至于取哪個(gè)頻率下的阻抗實(shí)部和模量呢？一般可以從模量-頻率圖可以看出，模量大小不明顯隨頻率增大而變化時(shí)的頻率。對(duì)大多數(shù)液體電解質(zhì)，這個(gè)頻率在1kHz to 20 kHz。 |
2樓2013-04-15 22:55:03
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