[發明專利]一種析氫/析氧反應催化劑活性的在線檢測方法及裝置

在審

• 申請號: 202110255558.4
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN115047049A
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 劉樂;陳瀟;李富穎;席靖宇
• 申請（專利權）人: 清華大學深圳國際研究生院
• 主分類號: G01N27/416
• 分類號: G01N27/416
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 李玉娜;范盈

1.一種析氫/析氧反應催化劑活性的在線檢測方法，其特征在于，通過析氫/析氧催化電極表面起始電位來表征析氫/析氧反應催化劑活性大小；

所述析氫/析氧催化電極表面起始電位的在線檢測方法包括以下步驟：

(1)采用平行光入射的棱鏡型全反射系統對析氫/析氧催化電極表面進行實時成像；所述平行光入射的棱鏡型全反射系統對析氫/析氧催化電極表面進行實時成像的同時，采用電勢掃描裝置模塊對析氫/析氧催化電極進行電勢掃描并進行抽真空處理；

(2)根據圖像中不同位置光強隨時間(電勢)的變化，獲得析氫/析氧催化電極表面不同位置的起始電位，所述起始電位為在光強剛開始變化時的電位；

所述析氫/析氧催化電極包括電極基底，所述電極基底上設有多個通道，所述通道之間設有排氣流道。

2.根據權利要求1所述的析氫/析氧反應催化劑活性的在線檢測方法，其特征在于，所述析氫/析氧催化電極表面起始電位的在線檢測方法具體包括以下步驟：

(1)將平行光入射的棱鏡型全反射系統調試至能夠對析氫/析氧催化電極表面進行清晰成像的狀態，保證所使用的通道都在成像范圍內；

(2)采用電勢掃描裝置模塊對析氫/析氧催化電極進行電勢掃描，同時進行抽真空處理；

(3)采用平行光入射的棱鏡型全反射系統采集電勢掃描過程中析氫/析氧催化電極二維圖像的實時變化并保存；

(4)通過采集到的二維圖像組繪制圖像不同位置光強隨時間(電勢)的變化曲線，獲得析氫/析氧催化電極表面不同位置的起始電位，所述起始電位為在光強剛開始變化時的電位。

3.根據權利要求1或2所述的析氫/析氧反應催化劑活性的在線檢測方法，其特征在于，所述平行光入射的棱鏡型全反射系統包括依次設置的入射平行光模塊、TIR模塊、成像探測模塊。

4.根據權利要求3所述的析氫/析氧反應催化劑活性的在線檢測方法，其特征在于，所述入射平行光模塊用于提供平行入射光；

所述TIR模塊通過平行入射光在TIR模塊與析氫/析氧催化電極接觸表面全反射改變折射率，進而改變全反射光強的大小；

所述成像探測模塊一方面用于采集析氫/析氧催化電極表面的反射光成像，獲得位置信息，另一方面用于實時檢測光強變化，進而根據光強與折射率的關系得到析氫/析氧催化電極各個通道附近電解液的折射率變化，進而得到析氫/析氧催化電極表面通道處折射率變化時的起始電位。

5.根據權利要求1或2所述的析氫/析氧反應催化劑活性的在線檢測方法，其特征在于，所述電勢掃描裝置模塊通過電勢掃描促使析氫/析氧反應生成氣泡來驅使析氫/析氧催化電極表面折射率發生變化。

6.一種析氫/析氧反應催化劑活性的在線檢測裝置，其特征在于，包括析氫/析氧催化電極、平行光入射的棱鏡型全反射系統、電勢掃描裝置模塊；

所述析氫/析氧催化電極包括電極基底，所述電極基底上設有多個通道，所述通道之間設有排氣流道；

所述平行光入射的棱鏡型全反射系統包括依次設置的入射平行光模塊、TIR模塊、成像探測模塊；

所述入射平行光模塊用于提供平行入射光；

所述TIR模塊通過平行入射光在TIR模塊與析氫/析氧催化電極接觸表面全反射改變折射率，進而改變全反射光強的大小；

所述成像探測模塊一方面用于采集析氫/析氧催化電極表面的反射光成像，獲得位置信息，另一方面用于實時檢測光強變化，進而根據光強與折射率的關系得到析氫/析氧催化電極各個通道附近電解液的折射率變化，進而得到析氫/析氧催化電極表面通道處折射率變化時的起始電位，通過起始電位來表征析氫/析氧反應催化劑活性大小；

所述電勢掃描裝置模塊對析氫/析氧催化電極進行電勢掃描促使析氫/析氧反應生成氣泡，使得析氫/析氧催化電極處電解液折射率發生變化，進而使得TIR反射光光強變化。