Hiden HPR-40 DEMS 差分電化學即時質譜分析系統

產品概述

差分電化學質譜法（Differential Electrochemical Mass Spectrometry, DEMS）是將電化學量測與質譜分析直接耦合的技術，可即時偵測電極反應中生成或消耗的氣體、揮發性反應物、中間體與產物。

Hiden HPR-40 DEMS 採用模組化設計，可搭配不同電化學 cell、取樣介面與探針，從同一套質譜系統延伸至多種電化學與能源研究。

相較於傳統離線取樣後再進行 GC 或其他分析方法，DEMS 可直接取得時間解析的質譜訊號，並與施加電位及電流同步，有助於更快速理解反應機理及產品選擇性。

系統可分析質量範圍最高至 200 amu，並提供 300 amu 選配，可同時進行多種氣體與溶解物種的質量掃描及時間／強度趨勢監測。

主要性能與技術特色

• 原位即時 DEMS 分析：直接監測電化學反應中的氣體、揮發性及溶解物種。
• 同步電化學資料：可將電位、電流、時間與質譜訊號同步記錄與顯示。
• 多種 Cell 與取樣介面：可依不同研究需求配置 ECL Series 電化學介面。
• 快速時間反應：直接 electrode-to-MS 取樣設計，可提高反應與質譜訊號的同步性。
• 質量範圍：標準可分析至 200 amu，並提供 300 amu 選配。
• 多物種監測：可進行 mass scan 及多種 species 的 time/intensity trend 分析。
• 沉積相容工作電極：可依研究需求製備或塗佈催化材料。
• 溶解氣體分析：ECL-Probe 可直接插入標準或客製電化學 cell 中進行量測。
• 完整 Turnkey 系統：整合質譜、電化學介面、資料同步與分析軟體。
• 高彈性研究平台：同一套質譜儀可支援 CO₂RR、燃料電池、電池、腐蝕與其他電催化研究。

適用研究與應用

• CO₂ 電化學還原反應（CO₂RR）
• 析氫反應（HER）
• 氧析出反應（OER）
• 氧還原反應（ORR）
• 燃料電池與 PEM Fuel Cell 研究
• 電池與能源儲存材料研究
• 鋰離子電池與鋰氧電池研究
• 電催化劑活性與選擇性研究
• 催化材料反應機理研究
• 電化學腐蝕研究
• 硝酸鹽還原及氮循環電化學
• 氨氧化與氮系電催化反應
• 同位素標記電化學研究
• 溶解氣體與反應中間物分析

ECL-Insight 電化學介面

ECL-Insight 為 Hiden HPR-40 DEMS 的高時間解析電化學 cell，可將電極反應生成物直接傳輸至質譜系統，提升電化學反應與質譜訊號之間的同步性。

其設計適合 CO₂ reduction、hydrogen evolution、同位素標記與其他需要快速反應時間的電催化研究。

ECL-Insight 支援快速電位掃描，最高可達約 100 mV/s，並可支援最高約 100 mA/cm² 的電流密度，適合觀察高活性催化反應與瞬態產物變化。

雙腔室結構可降低陽極與陰極產物之間的交叉污染，亦有助於降低陽極副產物造成的陰極催化劑中毒。

ECL-Static 電化學 Cell

ECL-Static 為操作簡潔、彈性高的電化學 cell，可配置為 static 或 flow cell，適合一般電催化、材料與反應機理研究。

標準配置提供 vitreous carbon（玻璃碳）工作電極，研究人員可自行將催化材料或研究材料塗佈於工作表面，以配合不同實驗需求。

額外流體接口亦可進行 inlet / outlet flow，適合長時間反應與流動系統研究。

ECL-Probe 溶解氣體探針

ECL-Probe 可直接進行溶解氣體即時分析，適用於標準市售或客製化電化學 cell。

探針採非金屬結構，可完整浸入電解液中，而不易與電化學反應產生不必要的交互作用。

特殊疏水支撐結構可提高氣體濃縮效果，並可直接與 HPR-40 DEMS 質譜系統連接。

DEMS 的分析價值

一般電化學量測可取得電位、電流、容量與阻抗等資訊，但無法直接辨識反應過程中形成的氣態或揮發性產物。

HPR-40 DEMS 可將質譜訊號與電化學條件同步量測，使研究人員直接觀察特定電位下產生的 H₂、O₂、CO、CO₂、CH₄ 或其他反應物種。

這種原位即時分析能力有助於區分不同反應路徑、量測副反應、評估催化劑選擇性，並研究電極與電解質界面的反應機理。

CO₂ 電還原與電催化研究

在 CO₂ Electrochemical Reduction（CO₂RR）研究中，HPR-40 DEMS 可即時分析 CO、H₂ 及其他氣態反應產物，並同步觀察不同電位、電流與催化劑條件下的產品生成行為。

ECL-Insight 的快速質譜連接亦可協助研究局部 CO₂ depletion、中間物種及濃度效應等傳統離線分析較難直接觀察的現象。

電化學工作站與資料同步

HPR-40 DEMS 可與電化學工作站整合，將 potentiostat 的電位與電流訊號同步輸入質譜資料系統。

Hiden 目前亦提供 BioLogic 及 Metrohm Autolab 等 potentiostat 的整合應用資料，可依實驗室既有設備規劃整合方案。

透過 QGAsoft，可使用多軸圖形即時比較 potential、current、time 與 mass spectrometer signal，協助研究人員快速判斷電化學條件與產物生成之間的關係。

MASsoft、QGAsoft 與 EGAsoft

HPR-40 DEMS 提供 Hiden MASsoft Professional、QGAsoft 與 EGAsoft 軟體，可依不同研究需求進行質譜控制、定量分析與資料整合。

MASsoft Professional 提供完整的質譜儀控制及外部設備 I/O，可透過 USB 2.0、RS232 或 Ethernet 與其他設備連接。

QGAsoft 可進行最多 32 種氣體與蒸氣 species 的即時連續定量分析，濃度範圍涵蓋約 0.1 ppm 至 100%。

恩詠技術服務

恩詠有限公司提供 Hiden HPR-40 DEMS 之產品選型、ECL cell 配置、電化學工作站整合、取樣介面規劃、設備安裝、教育訓練與技術支援。

若您的研究涉及 CO₂ 電還原、燃料電池、電池、HER、OER、ORR、腐蝕或其他電催化反應，可提供 potentiostat 型號、cell 結構、電解液、工作電極、預計分析氣體、操作電位與電流範圍，由恩詠協助評估適合的 HPR-40 DEMS 與 ECL 配置。