零露 ESS100原位微分电化学质谱仪/气体分析仪

2023 年正式推出，分两大版本：ESS100（探针式电催化版）、ESS100Li（储能电池专用版）

ESS100 属于国产探针式 DEMS，搭载单级四极杆质量分析器、EI 电子轰击双铱钇氧化物灯丝，配备法拉第杯与电子倍增器双检测器；质量范围可选 1–100 / 1–200 / 1–300 amu，毫秒级响应，可和电化学工作站同步采集信号，原位捕捉电化学反应产气与挥发性产物；ESS100Li 面向锂电、钠电充放电产气监测，也是近年标单高频机型上海零露仪...。整套标配显微定位采样探针、电化学池、真空机组与专用分析软件，用于 CO₂RR、电解水、硝酸盐还原、储能电池产气机理研究，可完成产物定性定量、法拉第效率测算。

原位微分电化学质谱仪（Differential Electrochemical Mass Spectrometry，简称DEMS）是一种原位电化学方法，通过检测挥发性产物，可以获得界面的定性、定量信息，成为研究电化学反应机理不可或缺的重要工具之一。DEMS系统将电化学反应装置与质谱仪连用，由电化学反应产生的挥发性产物从疏水透气的膜接口进入质谱仪的真空系统管路中，通过质谱仪获得不同质荷比离子的电流随时间的变化。在电化学反应机理研究中，循环伏安法（CV）是一种较为常用的电化学手段，从获得的CV图形中可以获得丰富的电化学信息，因此，CV被频繁地用于DEMS研究中。利用DEMS进行电化学研究时，由质谱仪检测 CV 扫面过程中所生成的挥发性产物的离子电流信号随时间的变化，再通过时间轴向电势轴的变换即获得离子电流随电势变化的图形 （MSCV），为电催化反应机理研究提供更全面更深入的信息。

图1：探针式原位微分电化学质谱仪原理图

结构组成：质谱采样探针和玻璃电化学池组成。

工作原理：质谱采样探针正对着玻璃电化学池中的工作电极，工作电极上产生的产物经由探针端部滤膜进入到质谱仪从而被检测到。配置视频显微镜精确调节采样探针与工作电极之间的距离。

具体应用如：

1. CO₂电催化还原气相产物(CO,CH₄,C₂H₄,CH₃OH等)瞬时检测，相对法拉第效率测定

2. 硝酸根电催化还原中NO,N₂O,NH₂OH,NH₃,N₂等中间产物或最终产物原位检测

3. 电解水OER同位素标记¹⁸O，LOM或AEM反应机理确认

4. 甲醇电氧化反应中间产物或最终产物（HCHO，HCOOH，CO等）瞬时检测及各产物电流效率计算

5. 氢同位素标记，氢气析出反应（HER）机理解析

6. 碳材料稳定性评估（高电位下CO，CO₂检测）

7. 其他（光催化，光电催化，氧还原，氢氧化，氯气析出，有机电合成等）

应用案例：

1. 硝酸根电还原中间体检测

Angew. Chem. Int. Ed. 10.1002/anie.201915992

2. 电解水OER同位素标记¹⁸O，LOM或AEM反应机理确认

J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 17, 6482-6490

3. 甲醇电氧化反应

Journal of Power Sources 509 (2021) 230397

4. 氢同位素标记，氢气析出反应（HER）机理解析

Nature catalysis, 2022,5,66-73

5. CO₂电还原

ACS catal. 2019,9,1383-1388

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