電催化劑是電解池和燃料電池等新能源存儲與轉化技術的核心要素。電催化劑傳統(tǒng)合成方法（如水熱法、沉淀法）對催化劑形貌、尺寸、晶面及活性位點的控制能力有限，導致批次差異大；高通量原位制備與檢測技術的融合，不僅提升了電催化劑研發(fā)效率，還通過真實環(huán)境下的動態(tài)解析深化了對催化機制的理解，為設計高效、穩(wěn)定的催化劑提供了強有力的工具。

環(huán)盤電極進展

傳統(tǒng)旋轉環(huán)盤電極（Rotating Ring-Disk Electrode, RRDE）是電化學研究、尤其是電催化性能評價中經典且強大的工具。它通過在環(huán)盤電極（Rotating Disk Electrode, RDE）的基礎上增加一個同心環(huán)形電極構成。調研發(fā)現，環(huán)電極的制作工藝復雜，當環(huán)電極材料較脆、尺寸較小或環(huán)寬度較窄時，制作難度和成本顯著增加。另外，旋轉環(huán)盤電極裝置長期被國外廠商占據主要份額，儀器成本和維護費用顯著增加。

隨著科研和產業(yè)界對高效、快速催化劑篩選需求的日益增長，傳統(tǒng)RRDE的單點測試模式已難以滿足需求。為了突破這一瓶頸，高通量技術與旋轉環(huán)盤電極的結合成為了一個重要的研究方向。

歐世盛高通量電化學篩選平臺

傳統(tǒng)旋轉環(huán)盤電極（RRDE）單點測試模式難以滿足催化劑快速篩選需求，效率瓶頸亟待突破。旋轉環(huán)盤電極的微型化/陣列化改造可同步測試多個樣品，通量提升 5-10倍，實現“一日千樣"的篩選效率，能夠快速制備和評估催化劑的性能，且具有成本低廉、高效便捷、可重復性強等優(yōu)勢，為電催化研究提供了全新路徑。

歐世盛研發(fā)團隊同清華大學化學工程系王凱老師聚焦電催化劑的高通量篩選，設計開發(fā)出了一種在線程序制備系統(tǒng)和類環(huán)盤電極檢測體系。該體系盤電極和環(huán)電極分離，盤電極在底部，環(huán)電極在上部，便于負載催化劑，不再需要倒置干燥，且該體系易于組裝，隨時可以更換盤電極，減少電極間的距離，更精準闡釋催化劑性能。

應用場景

1、中間產物/副產物的原位制備/原位檢測

環(huán)電極可以設定在特定的電位，選擇性地氧化或還原這些擴散過來的中間體/副產物，從而實現對它們的定量、原位檢測。這對于理解反應機理（如氧還原反應ORR 是 4 電子還是 2 電子途徑）、催化劑選擇性（目標產物 vs副產物）至關重要。

2、 評估催化劑選擇性

提供了一種直接、定量評價催化劑選擇性的電化學方法。通過測量環(huán)電極上捕獲的副產物電流與圓盤電極上總電流的比值（捕獲率），可以直接計算催化劑對目標產物的選擇性。

3、研究反應動力學與機理

結合圓盤電極的 Levich 和 Koutecky-Levich 分析（提供總反應動力學信息），以及環(huán)電極提供的中間體信息，可以構建更完整、更精確的反應機理模型。

結語

旋轉環(huán)盤電極（RRDE）與高通量技術的深度融合，將加速電催化劑研發(fā)從單點制備到高通量制備表征的范式轉變。這一創(chuàng)新技術不僅為電催化劑開發(fā)提供了新一代基礎設施，還通過高通量自動化設備與催化劑性能檢測裝置的聯(lián)動，實現了催化劑性能數據的批量獲取；不僅顯著提高了研發(fā)效率，更為 Al+Science 的深度融合奠定了堅實的硬件基礎，推動電催化劑研發(fā)進入智能化、高效化的新階段。