Roterende skiveelektrode

En roterende skiveelektrode (forkortet RDE fra engelsk rotating disk electrode) er en hydrodynamisk arbeidselektrode som brukes i et treelektrodesystem. Elektroden roterer under eksperimenter som induserer en strøm av analytter til elektroden. Disse arbeidselektrodene brukes i elektrokjemiske studier når man undersøker reaksjonsmekanismer knyttet til redokskjemi, blant andre kjemiske fenomener. Den mer komplekse roterende ringskiveelektroden kan brukes som en roterende skiveelektrode hvis ringen blir inaktiv under eksperimentet.

Struktur

Elektroden inkluderer en ledende plate innebygd i en inert ikke-ledende polymer eller harpiks som kan festes til en elektrisk motor som har veldig fin kontroll over elektrodens rotasjonshastighet. Disken, som enhver arbeidselektrode, er vanligvis laget av edelt metall eller glassaktig karbon, men ethvert ledende materiale kan brukes basert på spesifikke behov.

Funksjon

Diskens rotasjon blir vanligvis beskrevet i form av vinkelhastighet. Når disken snur, blir noe av løsningen beskrevet som det hydrodynamiske grenselaget dratt av den roterende skiven, og den resulterende sentrifugalkraften slynger løsningen bort fra sentrum av elektroden. Løsning strømmer opp, vinkelrett på elektroden, fra bulk for å erstatte grenselaget. Summen av resultatet er en laminær strøm av løsning mot og over elektroden. Hastigheten på løsningsstrømmen kan styres av elektrodenes vinkelhastighet og modelleres matematisk. Denne strømmen kan raskt oppnå forhold der jevnstrømmen styres av løsningsstrømmen i stedet for diffusjon. Dette er en kontrast til stille og ustirrede eksperimenter som syklisk voltammetri der jevnstrømmen er begrenset av diffusjonen av specier i løsning.

Ved å kjøre lineær sveip voltammetri og andre eksperimenter ved forskjellige rotasjonshastigheter, kan forskjellige elektrokjemiske fenomener undersøkes, inkludert multi-elektronoverføring, kinetikken til en langsom elektronoverføring, adsorpsjon / desorpsjonstrinn og elektrokjemiske reaksjonsmekanismer.