RRDE電極收集率淺談
旋轉(zhuǎn)圓盤圓環(huán)電極（RRDE）是一類常見的電極，可以用于中間產(chǎn)物的分析，以及一些理論測試，比如ORR電子轉(zhuǎn)移數(shù)目的計算。
常見的RRDE材料有玻碳（GC）、鉑（Pt）、金（Au）等。以GC盤Pt環(huán)RRDE為例，用于測試ORR電子轉(zhuǎn)移數(shù)目時，用雙恒電位儀（雙通道電化學(xué)工作站）測試四電極體系，在GC盤上做LSV測試，在Pt上做CA測試，通過盤電流Id、環(huán)電流Ir以及收集率N，代入公式可以計算電子轉(zhuǎn)移數(shù)目。
RRDE收集率與電極的物理尺寸有關(guān)，具體說來與盤的直徑(d1)，環(huán)的內(nèi)徑(d2)以及環(huán)的外徑（d3）相關(guān)，環(huán)的內(nèi)徑(d2)與盤直徑(d1)差值就是盤環(huán)間距。因此，對于RRDE電極而言，加工精度非常關(guān)鍵。理化公司總代理的美國PINE公司RRDE電極，工藝先進(jìn)，加工精度um級別，可以確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和重復(fù)性。以PINE經(jīng)典的E7R9電極為例，盤環(huán)間距320 um，收集率37%，已在各類高影響因子SCI論文里被報道。若盤環(huán)間距過小，則收集率較低如不到30%，若盤環(huán)間距過大，則收集率較高如超過40%，都不利于中間產(chǎn)物的有效收集和測試。
理論收集率Ntheoretical 計算如下：
科研工作者拿到一支新的RRDE后，可以實(shí)驗(yàn)測試一下實(shí)際收集率Nempirical，對比一下與理論收集率Ntheoretical 區(qū)別，二者非常接近。
Nempirical的測試方法可以用標(biāo)準(zhǔn)鐵氰化鉀溶液測試，在旋轉(zhuǎn)條件下測試極限環(huán)電流iLIMITING,RING和極限盤電流iLIMITING,DISK，二者絕對值比值是Nempirical。
不同轉(zhuǎn)速下的RRDE測試圖