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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 电化学 » 电分析测试 » 交流阻抗 质子交换膜 电化学 拟合
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xiayue1990

银虫 (正式写手)

[求助] 交流阻抗 质子交换膜 电化学 拟合

最近在做质子交换膜电导率的研究，遇到了一些问题，希望大家能参考一下。
我们所用测试平台如图1所示；国标的测试平台如图2所示；得到的较好的图谱如图3所示；不规则的图谱如图4，图5为拟合后的等效电路图。
现在我有以下几个问题存在困惑：
（1）不同文献，测试方法基本相同，计算公式却不同，究竟哪个更合理？
    在那辉教授课题组的文章中，采用图1所示的平台，利用交流阻抗法测试复合膜的电导率。电导率计算公式：б=L/(R*A)  L为膜的厚度，A为膜的面积，R为膜的电阻。而国标中给出的测试平台与那教授课题组的一致，电导率计算公式却为:б=a/(R*b*d)  其中a为电极间的距离，b为与电极垂直方向膜的有效长度，d为样品的厚度，R为膜的电阻。    参考：1Dou Z, Zhong S, Zhao C, Li X, Fu T, Na H: Synthesis and characterization of a series of SPEEK/TiO2 hybrid membranes for direct methanol fuel cell. Journal of Applied Polymer Science 2008, 109(2):1057-1062.
             2 http://www.docin.com/p-542559578.html
（2）在Nyquist图中，如何取膜的电阻值？
         大多数文献里面说取半圆与实轴高频区的交点作为膜的电阻，但是也有部分文献说可以取直线在实轴上的截距。请问两种取法各自是出于什么考虑的？究竟应该怎么取？
（3）对于不规则的图谱（如图4），怎么进行拟合？
     对于图3较为规则的图谱，可以较好的将高频区拟合成一个半圆。但是对于图4这样的图谱，显示出一种“V”形状，是什么情况造成的呢？若取高频区的点做圆的话，得到的圆直径很大，圆形与高频区实轴交点为负。
（4）拟合电路图中各原件的物理意义？
    根据图5的电路图，拟合后的数据与原图谱的重合性较好。但是我不太清楚各个原件的物理意义。我只知道Rs是半圆与实轴高频区的交点，Rp为半圆的直径。
请求您的帮助，还愿大家不吝赐教！

图1，课题组采用的测试平台



图2，国标给出的测试平台



图3，较好的数据图谱.png



图4，不规则的图谱.png



图5拟合电路图.png



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1楼2013-04-15 21:45:26
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Jackcd12

至尊木虫 (知名作家)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
zlin: ECEPI+1, 鼓励应助！ 2013-04-16 09:01:22
xiayue1990: 金币+10, ★★★很有帮助 2013-07-14 09:23:45
与测液体电解质的电导率一样，都采用阻抗技术。
   对标准的方形电解池而言，在计算时，公式中的电解池常数：电极之间的距离和电极面积。
  但对于电极布置在膜的同一面的情况，不涉及膜的厚度，如果把电极固定在膜的对面（三明治结构），就需要考虑膜厚。
  至于由阻抗数据计算导电率的公式：conductivity=d/A*(Z')/(|Z|^2)；
                           d: 电极之间的距离（电极同侧），或材料厚度（电极夹样品）；
                           A:电极面积，或样品面积；
                           Z':阻抗实部；|Z|阻抗模量
                          至于取哪个频率下的阻抗实部和模量呢？一般可以从模量-频率图可以看出，模量大小不明显随频率增大而变化时的频率。对大多数液体电解质，这个频率在1kHz to 20 kHz。
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Themoreamanlearns,themoreheknowshisignorance!
2楼2013-04-15 22:55:03
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Yummyym

新虫 (正式写手)
引用回帖:
2楼: Originally posted by Jackcd12 at 2013-04-15 22:55:03
与测液体电解质的电导率一样，都采用阻抗技术。
   对标准的方形电解池而言，在计算时，公式中的电解池常数：电极之间的距离和电极面积。
  但对于电极布置在膜的同一面的情况，不涉及膜的厚度，如果把电极固定在 ...

您好，我想请问一下，这个阻抗模量是从EIS数据里面可以读出来？
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3楼2022-11-08 21:17:16
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