3電極電気化学セルの機能は、シミュレートされたコンクリート環境内での合金表面の分極状態を正確に分離および制御することです。電流経路と電位測定を分離することにより、この構成により、研究者は溶液抵抗誤差の干渉なしに、高pH溶液（通常0.1 M NaOH）中の電気化学的酸化還元プロセスを正確に研究できます。
このシステムの主な利点は、職務の分離です。電流は補助電極を流れますが、電圧は参照電極に対して測定されます。これにより、データはテスト機器や溶液のアーティファクトではなく、合金の真の電気化学的挙動を反映することが保証されます。
コンクリート環境のシミュレーション
鉄筋の挙動を理解するには、まずそれらが直面する化学的条件を再現する必要があります。
空隙溶液化学の再現
このセルは通常、コンクリート空隙中の液体を模倣するために0.1 M NaOH溶液を使用します。
これにより、pH約13の非常にアルカリ性の環境が作成されます。
これらの条件下では、システムは合金が不動態保護層を形成する（または形成しない）方法を観察することを可能にします。
構成電極の役割
3電極システムは、3つの異なるコンポーネントを使用した正確な三角測量によって曖昧な測定を置き換えます。
作用電極（対象）
これはテスト合金または調査対象のサンプルです。
その役割は、シミュレートされた環境に応答して電気化学反応（酸化または還元）が発生するサイトとして機能することです。
参照電極（標準）
この電極は、作用電極が測定される安定した既知の参照電位を提供します。
一般的な例としては、Ag/AgCl電極があります。これを通る有意な電流は流れないため、電位は一定に保たれ、測定精度が保証されます。
補助/対極（電流キャリア）
多くの場合、グラファイトロッドなどの不活性材料で作られており、この電極が電気回路を完成させます。
その唯一の機能は、参照電極での測定に干渉することなく、分極に必要な電流を溶液中に流すことを可能にすることです。
精度のメカニズム
2つの電極ではなく3つの電極を使用する主な理由は、測定誤差を排除することです。
電位と電流の分離
この構成では、印加電流は主に作用電極と補助電極の間を流れます。
一方、電位測定は、作用電極と参照電極の間でのみ行われます。
抵抗誤差の排除
これらの経路を物理的に分離することにより、設計は溶液抵抗（IR降下）による誤差を効果的に排除します。
また、参照電極の分極を防ぎ、電圧の変化がテスト合金の化学組成に厳密に起因することを保証します。
精度のための重要な要因の理解
堅牢ではありますが、3電極セルは有効な結果を保証するために慎重なセットアップが必要です。
物理的ジオメトリが重要
電極は、腐食性溶液の特定の体積内に物理的に分離されるように設計されています。
参照電極と作用電極間の不適切な間隔は、依然として未補償の抵抗を導入し、データを歪める可能性があります。
溶液の導電率
セットアップは抵抗誤差を最小限に抑えますが、NaOH溶液の導電率が役割を果たします。
抵抗率の高い媒体では、3電極セットアップでも、ポテンショスタットからの追加の電子補償（IR補償）が必要になる場合があります。
この構成を研究に適用する
電気化学実験を最大限に活用するには、焦点を特定の研究目標に合わせます。
- 合金選択が主な焦点の場合：作用電極が、建設に使用される正確な冶金を表していることを確認し、その特定の不動態化能力を観察します。
- 環境シミュレーションが主な焦点の場合：参照電極が安定した化学的ベースラインに依存しているため、0.1 M NaOH溶液のpH安定性を厳密に検証します。
電気化学的変数を厳密に制御することにより、このセットアップは理論的シミュレーションを、インフラストラクチャの耐久性に関する厳密で実行可能なデータのソースに変えます。
概要表：
| コンポーネント | 材料例 | 不動態化研究における主な機能 |
|---|---|---|
| 作用電極 | テスト合金/鉄筋 | 電気化学反応および不動態皮膜形成のサイト |
| 参照電極 | Ag/AgCl | 正確な測定のための安定した電位ベースラインを提供 |
| 補助電極 | グラファイト/白金 | 分極電流の流れを可能にする回路を完成させる |
| 電解質 | 0.1 M NaOH | コンクリートの高pH（13）空隙溶液を模倣 |
KINTEKで電気化学研究をレベルアップ
シミュレーションの精度は、インフラストラクチャの耐久性の鍵です。KINTEKは、高度な実験室機器を専門としており、厳格な合金不動態化およびコンクリート環境研究向けに特別に設計された高性能電解セルおよび電極を提供しています。
特殊な電極、材料合成用の高温炉、または精密な粉砕および粉砕システムが必要な場合でも、当社の包括的なポートフォリオは、最も厳格な科学的基準を満たすように設計されています。
より正確なデータを達成する準備はできましたか？ 当社の技術専門家にお問い合わせください。当社のオーダーメイドソリューションがラボの効率と研究成果をどのように最適化できるかをご覧ください。
参考文献
- Noureddine Benaioun, Jean‐Luc Bubendorff. Passive Films Formed on Fe- and Ni-Based Alloys in an Alkaline Medium: An Insight into Complementarities between Electrochemical Techniques and Near-Field Microscopies (AFM/SKPFM). DOI: 10.3390/app132111659
この記事は、以下の技術情報にも基づいています Kintek Solution ナレッジベース .
