本次分享一篇由中科院寧波材料所院新能源所研究團隊在《Heliyon》上發表的一篇學術論文A collector-generator cell for in-situ detection of electrochemically produced H₂。本研究描述了一種用于原位檢測電化學產生的氫氣的收集-發生器（C-G）電池。該電池主要由兩個涂有鉑納米粒子的氟摻雜錫氧化物（FTO）電極組成，通過電催化氧化H2產生的電流大小用于定量分析在發生器處產生的H₂。

研究背景：化石燃料的過度開采和利用導致全球能源危機，因此，開發清潔、高效的可再生能源變得迫切。氫氣作為一種替代能源，在能源存儲、工業和交通領域得到了廣泛應用。

實驗方法：

• 制備實驗裝置：通過熱分解還原氯鉑酸在FTO玻璃片上制備Pt納米粒子。

• 電化學實驗：使用C-G電池、Ag/AgCl參比電極和鉑絲對電極，精確量化收集電極的氧化電流和發生器的還原電流。

• 數據分析：根據法拉第定律估算在發生器處產生的H₂或在收集器處氧化的H₂的摩爾數。

實驗結果：

• C-G電池在設定的電位下，能夠穩定地產生并檢測H₂，總的法拉第效率約為70%。

• 使用氣相色譜測量H₂的擴散損失，并校準收集效率。

• 通過Tafel圖分析了C-G電池的動力學。

結論：所描述的C-G電池設計提供了一種可靠和可重復的H₂測定方法，具有快速檢測H₂的潛力。

微電極在本文中的應用：文章中使用了H₂微電極來監測雙工作電極室中H₂濃度的變化。微電極用于評估C-G電池的檢測限和靈敏度。實驗中，當發生器電位設定在-0.6 V vs. Ag/AgCl時，H₂濃度在5分鐘內達到了約313 μmol/L，隨后由于H₂從發生器擴散到溶液中，濃度急劇下降。當H₂濃度穩定在約203 μmol/L時，設定收集器電位為0.5 V vs. Ag/AgCl，H₂濃度的下降證明了H₂被氧化為H⁺，并且在8分鐘后保持在45 μmol/L。通過這些數據，確定了C-G電池的檢測限約為45 μmol/L，靈敏度約為1 mA/55 μmol L^?1。這表明微電極是作為檢測和量化C-G電池中H₂濃度變化的重要工具。

智感環境是國內為數較少能夠實現微電極系統開發和商業化推廣的公司，并創新性地推出了微電極多通道分析系統，可以同步高分辨率檢測pH、DO、Eh、H₂S等多種指標實現了我國在該技術領域的彎道超車。Easysensor微電極的設計特殊，它的穿刺能力可深入水體、生物膜、顆粒污泥、植物的根莖葉以及液體與固體的擴散邊界層，為微生態和微區研究提供了強有力的工具。這款微電極的末端細至微米級別，在不破壞被測對象結構和生理活性的前提下，快速刺入樣品內部，實現對微環境的精確測量。