电化学原位反应池是一类用于电化学原位表征的实验装置,核心作用是在电化学反应进行过程中,结合光谱、衍射等表征技术实时观测反应过程,无需取样即可获取电极/催化剂界面的动态变化信息,被广泛应用于电催化、能源材料、反应机理研究等领域。
电化学原位反应池又称原位电化学电解池、原位电化学测试池,是适配三电极电化学体系、集成光学窗口、气液流道、密封腔体、温控模块的一体化反应反应器。区别于常规开放式电解槽,腔体具备密闭耐腐蚀、透光性、真空适配、流体可控四大特性,可对接拉曼光谱、红外光谱、X射线衍射、透射电镜、紫外光谱、同步辐射等主流表征设备,实现电化学反应进行中同步原位表征,无需终止反应、无需拆卸电极、无需后处理样品,规避离线取样造成中间体分解、电极结构破坏、界面环境异变问题。
主流品类分为原位光谱反应池、原位电镜反应池、流动式原位反应池、高温高压原位反应池、光电一体化原位反应池五大类,壳体采用聚四氟乙烯、氟塑料、石英材质,适配强酸、强碱、有机溶剂、腐蚀性电解液工况,兼容标准工作电极、参比电极、对电极三电极体系。
整套装置由五大核心模块构成,为原理落地提供硬件支撑:
1. 密封反应腔体:耐腐蚀惰性腔体,隔绝外界空气、水汽干扰,精准锁定电解液体积、反应微环境,支持惰性气体吹扫、压力调控;
2. 标准三电极系统:工作电极(待测催化/储能电极)、可逆参比电极、碳棒/铂片对电极,构筑闭环电化学回路;
3. 原位光学/显微窗口:石英、氟化钙、氮化硅特种透光窗口,无光谱吸收、无电子束遮挡,适配各类表征射线、光束穿透;
4. 流体与温控模块:进气/进液流道、产物排出口、伴热带温控组件,实现电解液循环、气体反应物通入、体系恒温控制;
5. 信号对接接口:电化学工作站接线端口、表征设备对位卡槽,实现电信号、光谱信号、显微图像同步传输。