Многоканальный потенциостат/гальваностат CS320X представляет собой высокоточный и экономически эффективный электрохимический прибор, доступный в конфигурациях от 2 до 4 каналов. Каждый канал может работать независимо в режиме полной электрической изоляции. Все рабочие электроды поддерживают переключаемые режимы заземления (Grounding) и плавающего потенциала (Floating).

CS320X позволяет значительно повысить эффективность проведения экспериментов. Прибор является оптимальным решением для серийных испытаний аккумуляторов, исследований коррозии, электрокатализа и других электрохимических применений.

Пользователь может выбрать необходимое количество каналов в соответствии со своими задачами и бюджетом. Для CS320X доступны четыре базовые конфигурации:

• Option A: 2 канала, модуль ЭИС на одном канале.
• Option B: 2 канала, модуль ЭИС на обоих каналах.
• Option C: 4 канала, модуль ЭИС на одном канале.
• Option D: 4 канала, модуль ЭИС на всех четырех каналах.

Количество каналов и конфигурация ЭИС могут быть изготовлены по индивидуальному заказу.

После приобретения прибора возможна модернизация младших конфигураций до более высоких.

CS320X позволяет одновременно выполнять одинаковый эксперимент на всех каналах либо проводить различные эксперименты независимо на каждом канале. Это делает прибор особенно эффективным для проведения серийных электрохимических испытаний.

Благодаря модульной конструкции со слотами расширения пользователь может открыть корпус прибора и установить дополнительные платы потенциостата для увеличения количества каналов.

Для каждого канала потенциостата CS320X обеспечивает максимальный диапазон прикладываемого потенциала ±10 В, максимальный ток ±2 А и максимальное напряжение комплаенса ±21 В.

Плавающий модуль (Floating) и конструкция с полной электрической изоляцией обеспечивают полную независимость работы каждого канала.

Технические характеристики

Спектроскопия электрохимического импеданса (ЭИС)

Генератор сигналов

Интегратор сигнала

Компенсация смещения постоянного тока

Методы измерений

Стационарные методы поляризации

• Потенциал разомкнутой цепи (OCP)

• Потенциостатический метод (кривая I–T)

• Гальваностатический метод

• Потенциодинамический метод (кривая Тафеля)

• Гальванодинамический метод (DGP)

Нестационарные методы поляризации

• Многоступенчатое изменение потенциала

• Многоступенчатое изменение тока

• Ступенчатое изменение потенциала (VSTEP)

• Ступенчатое изменение тока (ISTEP)

Хронометрические методы

• Хронопотенциометрия (CP)

• Хроноамперометрия (CA)

• Хронокулонометрия (CC)

Вольтамперометрические методы

• Линейная развертка потенциала (LSV)

• Циклическая вольтамперометрия (CV)

• Ступенчатая вольтамперометрия (SCV) #

• Квадратно-волновая вольтамперометрия (SWV) #

• Дифференциальная импульсная вольтамперометрия (DPV) #

• Нормальная импульсная вольтамперометрия (NPV) #

• Дифференциальная нормальная импульсная вольтамперометрия (DNPV) #

• Вольтамперометрия переменного тока (ACV) #

• Вольтамперометрия второй гармоники переменного тока (SHACV)

• Вольтамперометрия переменного тока с преобразованием Фурье (FTACV)

Исследование аккумуляторов

• Заряд и разряд аккумуляторов

• Гальваностатический заряд и разряд (GCD)

• Потенциостатический заряд и разряд (PCD)

• Потенциостатическая прерывистая титрация (PITT)

• Гальваностатическая прерывистая титрация (GITT)

Спектроскопия электрохимического импеданса (ЭИС)

• Потенциостатическая ЭИС (диаграммы Найквиста и Боде)

• Гальваностатическая ЭИС

• Потенциостатическая ЭИС (произвольная частота)

• Гальваностатическая ЭИС (произвольная частота)

• Анализ Мотта — Шоттки

• Потенциостатическая ЭИС в зависимости от времени (одна частота)

• Гальваностатическая ЭИС в зависимости от времени (одна частота)

Методы исследования коррозии

• Циклическая поляризационная кривая (CPP)

• Линейная поляризационная кривая (LPR)

• Электрохимическая потенциокинетическая реактивация (EPR)

• Электрохимический шум (EN)

• Амперметр с нулевым сопротивлением (ZRA)

Амперометрические методы

• Дифференциальная импульсная амперометрия (DPA)

• Двойная дифференциальная импульсная амперометрия (DDPA)

• Тройная импульсная амперометрия (TPA)

• Интегрированное импульсное амперометрическое детектирование (IPAD)

# Для данных методов предусмотрены соответствующие методы инверсионной вольтамперометрии.

Области применения

Электрохимия коррозии

Потенциостаты/гальваностаты CS поддерживают широкий спектр электрохимических методов для исследований коррозии, включая регистрацию потенциала разомкнутой цепи (OCP), потенциодинамические измерения, электрохимическую импедансную спектроскопию (ЭИС), циклическую поляризацию (CPP), линейное поляризационное сопротивление (LPR), испытания на диффузию водорода, измерения с использованием амперметра с нулевым сопротивлением (ZRA), электрохимический шум (ECN) и другие методы.

Благодаря высокому входному сопротивлению (10¹³ Ом) приборы особенно подходят для проведения ЭИС-измерений высокоомных систем, таких как защитные покрытия, бетон и чистая вода.

Исследование источников энергии и аккумуляторов

Благодаря широкому набору функций, включая линейную развертку потенциала (LSV), циклическую вольтамперометрию (CV), гальваностатический заряд/разряд (GCD), электрохимическую импедансную спектроскопию (ЭИС) в потенциостатическом и гальваностатическом режимах с точной IR-компенсацией, потенциостаты CS широко применяются при исследованиях суперконденсаторов, литий-ионных аккумуляторов, литий-серных аккумуляторов, топливных элементов, солнечных элементов, твердотельных аккумуляторов, проточных аккумуляторов и металл-воздушных аккумуляторов.

Циклическая вольтамперограмма суперконденсатора на основе PPy в растворе 0,5 моль/л H₂SO₄

Аналитическая электрохимия

Потенциостаты CS поддерживают полный набор вольтамперометрических методов, включая NPV, DPV, DNPV, SWV и ACV, что делает их оптимальным решением для количественного анализа следовых количеств элементов с использованием соответствующих методов инверсионной вольтамперометрии.

Инверсионные вольтамперограммы в растворе с растворенными ионами Pb²⁺, Cd²⁺ и Zn²⁺

Электрокатализ

На основе методов CV и LSV потенциостаты CS позволяют проводить длительные исследования реакций восстановления кислорода (ORR), выделения кислорода (OER), выделения водорода (HER) и восстановления CO₂, что имеет важное значение при оценке стабильности катализаторов.

Кроме того, бипотенциостат CS2350M и многоканальные потенциостаты специализированы для синхронного измерения фарадеевской эффективности.

Потенциостаты CS позволяют определять потенциал полуволны (ORR), перенапряжение (HER и OER), а также рассчитывать удельную мощность и удельную энергию по пикам окислительно-восстановительных процессов.

Кривые линейной развертки потенциала (LSV) для различных катализаторов в щелочном растворе

Электрохимические сенсоры

Благодаря высокой чувствительности по току (100 фА) и высокому разрешению по напряжению (1 мкВ) потенциостаты CS могут использоваться для разработки биосенсоров и электрохимических сенсоров.

Технические преимущества

Переключаемые режимы Floating и Grounding

Все потенциостаты/гальваностаты CS поддерживают переключение между режимами Floating (плавающий потенциал) и Grounding (заземление). Такой подход особенно полезен при исследовании электрохимических систем, в которых рабочие электроды конструктивно заземлены, например автоклавов, железобетонных конструкций, а также систем с несколькими рабочими электродами, требующими электрической изоляции.

Высокочастотная электрохимическая импедансная спектроскопия (ЭИС)

Благодаря встроенному цифровому анализатору частотного отклика (FRA), генератору сигналов произвольной формы и высокому входному сопротивлению (10¹³ Ом), потенциостаты CS особенно подходят для проведения ЭИС-измерений высокоомных систем, таких как покрытия, мембраны, бетон и другие материалы.

На основе технологии компенсации смещения постоянного напряжения (DC Bias Compensation) потенциостаты CS позволяют выполнять ЭИС-измерения при различных состояниях заряда и разряда аккумуляторов, что делает их пригодными для исследований систем со сверхнизким сопротивлением, включая тяговые аккумуляторы, топливные элементы, оборудование для электролиза воды и другие устройства.

Поддержка различных конфигураций электродов

Потенциостаты CS поддерживают работу с двух-, трех- и четырехэлектродными схемами подключения, а также позволяют измерять гальванический ток с помощью встроенной схемы амперметра с нулевым сопротивлением (ZRA).

Независимые многоканальные измерения

В многоканальном потенциостате CS310X каждый канал полностью независим и может использоваться для электрохимических измерений нескольких электрохимических ячеек либо нескольких рабочих электродов в одной ячейке.

Бипотенциостат CS2350M и многоканальные потенциостаты могут использоваться для исследований с вращающимся кольцевым дисковым электродом (RRDE) и двухкамерных испытаний на диффузию водорода.

Пользовательские последовательности испытаний

Программное обеспечение CS Studio 6.0 для Windows поддерживает пользовательские последовательности испытаний («комбинированные испытания»), что позволяет выполнять автоматическое проведение экспериментов в соответствии с заданной пользователем последовательностью.

Расширение функциональных возможностей

С помощью усилителей мощности CS2020B, CS2040B и CS2100B потенциостаты CS могут увеличивать максимальный выходной ток до ±20 А, ±40 А и ±100 А соответственно, удовлетворяя растущим требованиям исследований топливных элементов, тяговых аккумуляторов, процессов электроосаждения и других высокотоковых применений.

Напряжение комплаенса одноканального потенциостата может быть увеличено до ±30 В по индивидуальному заказу, что позволяет использовать приборы для электрохимического восстановления углерода и азота.

С использованием мультиплексора одноканальные потенциостаты CS могут быть расширены до 16–32 каналов для проведения высокопроизводительных испытаний.

Потенциостаты CS могут работать совместно с картографом матричных электродов CST520 для исследования неравномерной коррозии металлических образцов под отложениями, защитными покрытиями и антикоррозионными маслами.

Комплект для разработки программного обеспечения (SDK)

Все потенциостаты CS работают под управлением программного обеспечения CS Studio 6.0 для Windows (CSS 6.0).

CSS 6.0 поддерживает интеграцию со сторонними языками программирования, включая LabVIEW, C, C++, C#, VC, Python и другие. Вместе с потенциостатами могут поставляться универсальные API-интерфейсы и примеры разработки. Использование SDK позволяет пользователям реализовывать собственные методы испытаний.

Сохранение данных в режиме реального времени

CSS 6.0 выполняет своевременное сохранение экспериментальных данных, благодаря чему результаты сохраняются даже при случайном отключении электропитания или завершении работы компьютера.

CSS 6.0 поддерживает несколько форматов данных, совместимых с OriginPro и Microsoft Excel.

Широкие возможности анализа данных

CSS 6.0 предоставляет широкий набор функций для проведения электрохимических измерений и обработки результатов, включая:

• аппроксимацию кривых Тафеля;

• дифференцирование, интегрирование и анализ высоты пиков циклических вольтамперограмм (CV);

• аппроксимацию эквивалентных схем ЭИС;

• аппроксимацию поляризационных кривых по трех- и четырехпараметрическим моделям;

• анализ данных электрохимической импедансной спектроскопии (ЭИС);

• анализ спектров электрохимического шума;

• расчет псевдоемкости;

• расчет удельной емкости и эффективности по данным гальваностатического заряда/разряда (GCD);

• анализ Мотта — Шоттки;

• анализ циклических вольтамперограмм (CV);

• анализ кривых активации и репассивации.