旋轉(zhuǎn)圓盤電極理論是由前蘇聯(lián)科學(xué)家Benjamin Levich在《Physiochemical Hydrodynamics》一書正式提出的，后來被翻譯引進(jìn)到西方學(xué)術(shù)界，經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，旋轉(zhuǎn)圓盤電極技術(shù)極大地推動(dòng)電化學(xué)發(fā)展。

通過DSR數(shù)字型旋轉(zhuǎn)圓盤圓環(huán)電極裝置，我們可以快速建立均一、穩(wěn)定的表面擴(kuò)散狀態(tài)，通過不同轉(zhuǎn)速來控制溶液相的傳質(zhì)過程，構(gòu)建穩(wěn)態(tài)極化曲線，滿足氫燃料電池催化劑評價(jià)及研究、ORR/OER/HER/CO2RR研究、金屬空氣電池研究等多樣化實(shí)驗(yàn)測試。

當(dāng)我們在使用DSR數(shù)字型旋轉(zhuǎn)圓盤圓環(huán)電極裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試時(shí)，要重視一個(gè)數(shù)值：轉(zhuǎn)速不能超過3000 rpm。

DSR數(shù)字型旋轉(zhuǎn)圓盤圓環(huán)電極是基于新一代數(shù)字信息傳輸技術(shù)，采用高品質(zhì)數(shù)字編碼器電機(jī)，轉(zhuǎn)速參數(shù) 0-10850 rpm。也就是說，DSR的最高轉(zhuǎn)速可以調(diào)到10850 rpm，沒有任何問題。但是，我們?yōu)槭裁匆貏e提示用戶“轉(zhuǎn)速不得超過3000 rpm"呢？準(zhǔn)確地說，這是一個(gè)嚴(yán)肅的學(xué)術(shù)問題。

1、沒有電催化實(shí)驗(yàn)在10000 rpm 測試

旋轉(zhuǎn)圓盤電極技術(shù)問世至今數(shù)十年，國內(nèi)外核心期刊相關(guān)論文數(shù)量數(shù)以萬計(jì)，迄今為止，沒有哪篇論文里的旋轉(zhuǎn)圓盤電極實(shí)驗(yàn)測試轉(zhuǎn)速是10000 rpm。在這個(gè)轉(zhuǎn)速條件下，既做不出有用的圖譜數(shù)據(jù)，也沒有任何研究意義，空耗電能。

事實(shí)上，絕大多數(shù)電催化實(shí)驗(yàn)的轉(zhuǎn)速范圍為0-2500 rpm。一般而言，1600 rpm條件下會(huì)獲得比較理想的傳質(zhì)效果。轉(zhuǎn)速過高會(huì)發(fā)生溶液“湍流"問題，造成測試數(shù)據(jù)誤差較大。

2、過高轉(zhuǎn)速會(huì)影響使用壽命

電機(jī)是旋轉(zhuǎn)圓盤電極的核心部件，通過控制電機(jī)位置、速度和方向，帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)桿上的工作電極進(jìn)行測試，就算轉(zhuǎn)速瞬時(shí)調(diào)到10000 rpm，也不會(huì)有大問題。但是，我們依然要強(qiáng)調(diào)轉(zhuǎn)速不能超過3000 rpm，主要是為用戶利益考慮。

熵增定律告訴我們，任何物質(zhì)都有壽命。旋轉(zhuǎn)圓盤圓環(huán)電極裝置也同樣如此，轉(zhuǎn)速不能過高，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速跟使用轉(zhuǎn)速是兩碼事。我們要做的就是，保證合理的轉(zhuǎn)速，既可以發(fā)揮穩(wěn)定的傳質(zhì)表現(xiàn)，獲得良好的圖譜數(shù)據(jù)，又可以延長設(shè)備使用壽命，測試噪音也很低。

3、薄膜電極尺寸限制了測試上限

在實(shí)驗(yàn)中，我們在玻碳盤電極上制備完成薄膜電極，是一塊厚度均勻、尺寸很小的薄膜。雖然這個(gè)小小的薄膜經(jīng)過了干燥處理，但是也經(jīng)不起過高轉(zhuǎn)速帶來的離心力加速度撕裂、玻碳盤電極和旋轉(zhuǎn)桿都會(huì)受到影響。

也就是說，10000 rpm 轉(zhuǎn)速既做不了有用的測試研究，又白白浪費(fèi)了寶貴的薄膜電極材料和實(shí)驗(yàn)時(shí)間。

所以，當(dāng)我們在使用旋轉(zhuǎn)圓盤電極進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，轉(zhuǎn)速只能控制在3000 rpm以下，不能調(diào)得過高。