5. Bố cục đề tài
1.3.3.2. Tế bào điện hóa ba cực
Hoạt động của các oxit cho quá trình xúc tác điện hóa oxy có thể thu được bằng cách sử dụng thế quét vòng tuần hoàn (CV) hoặc đo tĩnh điện
trong một tế bào ba điện cực (hình 1.10), gồm một điện cực hoạt động, điện cực đối (hoặc phụ trợ) và điện cực tham chiếu. Thêm vào đó, các màng ngăn ion và các buồng ngăn các điện cực nối với nhau bằng cầu muối.
Đối với oxit kim loại dạng bột, lớp xúc tác gồm bột oxit, Nafion (chất kết dính) và carbon, được phủ lên đế dẫn điện có tính xúc tác điện hóa đối với OER/ORR thấp, chẳng hạn các điện cực carbon thủy tinh (GCE). Theo đó, GCE cùng với chất xúc tác đóng vai trò như điện cực hoạt động. Đối với các vật liệu mọc trực tiếp hoặc phủ điện hóa trên đế dẫn điện, thì mẫu đóng vai trò như điện cực hoạt động.
Nhiều điện cực tham chiếu được sử dụng, một trong những loại điện cực được dùng phổ biến là điện cực calomel, nó hoạt động dựa trên phản ứng oxi hóa khử thuận nghịch: 2Hg + 2Cl Hg2Cl2 trong KCl bão hòa. Một điện cực thay thế thân thiện với môi trường là bạc clorua: Ag + Cl AgCl.
Đối với điện cực đối, điều quan trọng là sử dụng chất và diện tích bề mặt sao cho phản ứng không giới hạn phản ứng nửa tế bào oxy tại điện cực hoạt động. Sợi bạch kim (Pt) thường được dùng làm điện cực đối vì sự ổn
định hóa học và tính hoạt động điện hóa cao đối với phản ứng nửa tế bào hydro.
Thế của tế bào có thể được kiểm soát hoặc đo lường qua điện cực làm việc và điện cực tham chiếu với dòng điện không đáng kể, trong khi dòng của tế bào có thể được đo hoặc kiểm soát trên điện cục và điện cực đối. Đối với các phản ứng xúc tác oxy và hydro, rất hữu ích cho việc chuyển đổi các thể được đo sang thể nhiệt động của điện cực hydro thuận nghịch (RHE).