Randlesův obvod - Randles circuit - Wikipedia

Tento článek obsahuje a seznam doporučení, související čtení nebo externí odkazy, ale jeho zdroje zůstávají nejasné, protože mu chybí vložené citace. Prosím pomozte zlepšit tento článek představuji přesnější citace. (Prosinec 2010) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony)

Schéma Randlesova obvodu.

A Randlesův obvod je ekvivalentní elektrický obvod který se skládá z aktivního elektrolytového odporu R_S v sérii s paralelní kombinací dvouvrstvé kapacity C_dl a impedance faradaické reakce. Běžně se používá v Elektrochemická impedanční spektroskopie (EIS) pro interpretaci impedančních spekter, často s a Konstantní fázový prvek (CPE) nahrazující kapacitu dvou vrstev (C._dlRandlesův ekvivalentní obvod je jedním z nejjednodušších možných modelů popisujících procesy na elektrochemickém rozhraní. Ve skutečných elektrochemických systémech jsou impedanční spektra obvykle komplikovanější, a proto nemusí Randlesův obvod poskytovat vhodné výsledky.

Vysvětlení

Obrázek 1 ukazuje ekvivalentní obvod původně navržený Johnem Edwardem Broughem Randlesem pro modelování mezipovrchových elektrochemických reakcí v přítomnosti semi-nekonečné lineární difúze elektroaktivních částic na ploché elektrody. V tomto modelu se impedance faradaické reakce skládá z aktivní odpor přenosu náboje R_ct a specifický elektrochemický prvek difúze W, který se také nazývá Warburg prvek (Z_Ž = A_Ž/ (jω)^0.5, kde_Ž je Warburgův koeficient, j - imaginární jednotka, ω - úhlová frekvence).

Simulované EIS spektrum obvodu Randles.

Identifikace prvku Warburg

V jednoduché situaci se Warburgův prvek projevuje ve spektrech EIS úsečkou s úhlem 45 stupňů v oblasti nízké frekvence. Obrázek 2 ukazuje příklad spektra EIS (uvedený v Nyquistova zápletka ) simulované pomocí následujících parametrů: R_S = 20 Ω, C_dl = 25 μF, R_ct = 100 Ω, A_Ž = 300 Ω • s^−0.5Hodnoty odporu přenosu náboje a Warburgova koeficientu závisí na fyzikálně-chemických parametrech zkoumaného systému. Chcete-li získat parametry obvodu Randles, přizpůsobení modelu experimentálním datům by mělo být provedeno pomocí složitých nelineárních postupů nejmenších čtverců dostupných v mnoha počítačových programech pro přizpůsobení dat EIS.

Reference

• Randles, J. E. B. (1947). "Kinetika rychlých elektrodových reakcí". Diskuze Faradayovy společnosti. 1: 11. doi:10.1039 / df9470100011. ISSN  0366-9033.
• A. Lasia. Elektrochemická impedanční spektroskopie a její aplikace. In: Moderní aspekty elektrochemie. Svazek 32. Kluwer Academic / Plenum Pub. 1999, kap.2, s. 143.