《表1 不同对电极组装对称电池的EIS参数Tab.1 EIS parameters of symmetric cells assembled with different CEs》

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《花状CoS的原位制备及其染料敏化电池对电极性能研究》

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Ω·cm2

电化学交流阻抗谱（EIS）和塔菲尔极化曲线（Tafel）是由相同的两片对电极组成的对称电池测试得到，电化学交流阻抗反映电极表面与电解质之间的电荷传输。尼奎斯特图和等效电路如图4所示。横轴上的高频区截距反映了串联电阻（Rs），其主要包括衬底的面电阻、接触电阻、对电极材料的本体电阻等。高频区的左半圆形代表了对电极材料和电解质界面上的电荷转移电阻（Rct），低频区右半圆反映能斯特扩散电阻（Zw），代表氧化还原电子对在电解质中扩散的快慢。用Z-view软件对尼奎斯特图进行拟合，拟合数据如表1所示。从表1中可以看出以石墨纸为基底的对电极的Rs值（约1.73?·cm2）远小于Pt/FTO（20.69?·cm2）的值，这表明石墨纸具有非常优良的导电性。并且和空白石墨纸基底相比较，Co S/GP和Co S/GP-CTAB对电极的Rs值略有减小，这可能是由于Co S在石墨纸导电基底表面原位生长、紧密连接的原因。在所有电极中，Co S/GP-CTAB电极具有最小的Rct值（0.64?·cm2），这说明Co S/GP-CTAB电极具有最好的催化活性。和石墨纸基材的Rct（153.9?·cm2）相比（由于GP的阻抗较大，图4显示不全，插图显示了其完整的阻抗图），说明Co S/GP-CTAB电极的催化活性主要来源于Co S。由此也说明Co S/GP-CTAB电极的催化活性优于Co S/GP电极，可能是因为活性物质较多，为氧化还原反应提供了更多的活性位点。同时，Co S/GP-CTAB电极的Zw值也是最小的（2.27?·cm2），这说明氧化还原电子对在电解质中扩散快，有利于电子的传输，进而提高其催化性能。而Co S/GP-CTAB电极的Zw值小于Co S/GP，可能是由于加入CTAB后，花状的硫化钴直径变小，薄膜变薄引起的。总电阻（Rsum）由Rs、Rct和Zw组成，一般情况下，Rsum值越小，填充因子越高，越有利于提高电池的光电转化效率。由此可知，Co S/GP-CTAB对电极的电催化性能比其他对电极的电催化性能好。