Hiden HPR-20 OEMS 電化學線上逸出氣體質譜分析系統

產品概述

Hiden HPR-20 OEMS（Online Electrochemical Mass Spectrometry）是一套針對電化學反應中逸出氣體與蒸氣進行即時監測的質譜分析系統，可將氣體生成行為與施加電位或電流條件進行時間同步分析。

系統採用 Hiden QIC-ULF（Quartz Inert Capillary Ultra Low Flow） 石英內襯超低流量取樣介面，可直接進行 headspace sampling，亦可與電化學 cell 整合，例如 EL-CELL 類型電池系統。

QIC-ULF 取樣介面最高可操作至 200°C，對大多數常見氣體與蒸氣，包括水蒸氣，反應時間可低於 3 秒，適合進行即時電化學產氣分析。

標準 HPR-20 OEMS 系統配置 200 amu 質量範圍，檢測能力可低於 100 ppb。

如研究需要更佳的 abundance sensitivity、更低檢測極限或需分析具腐蝕性與易冷凝氣體，可選配 3F Series 300 amu Triple Filter 系統，檢測能力可延伸至約 5 ppb，並具備更佳的污染耐受能力。

主要性能與技術特色

• OEMS 即時電化學氣體分析：將逸出氣體與施加電位、電流及時間同步觀察。
• 超低流量取樣：QIC-ULF 適合低流量電化學 cell 與 headspace sampling。
• 快速反應：多數常見氣體與蒸氣反應時間低於 3 秒。
• 高溫取樣：QIC-ULF 取樣介面最高可操作至 200°C。
• 標準質量範圍：200 amu。
• 標準檢測能力：低於 100 ppb。
• 3F Triple Filter 選配：300 amu 系統可將檢測能力提升至約 5 ppb。
• 高 Abundance Sensitivity：適合高濃度背景中低濃度產物分析。
• 抗污染能力：3F 系統適合腐蝕性或易冷凝氣體與蒸氣。
• 定量分析：可使用 QGAsoft 進行 ppm、ppb 或 % 濃度顯示。
• MASsoft Professional：提供質譜控制、即時資料顯示與外部設備整合。

適用研究與應用

• 鋰離子電池充放電產氣分析
• 鋰金屬電池與固態電池研究
• 電解液分解與副反應研究
• 電池形成化成與循環過程氣體分析
• CO₂ 電化學還原反應
• 電催化反應機理研究
• 燃料電池與 PEM Fuel Cell 研究
• 水電解與製氫研究
• 氧析出反應 OER
• 析氫反應 HER
• 氧還原反應 ORR
• 氮還原與氨生成研究
• 電化學腐蝕與氣體副產物分析
• DEMS / OEMS 電化學質譜研究

OEMS 的分析價值

傳統電化學量測通常只能從電流、電位、容量與阻抗等訊號推測反應行為，但無法直接確認反應過程中實際產生了哪些氣體或揮發性副產物。

透過 HPR-20 OEMS，可即時監測 H₂、O₂、CO、CO₂、CH₄、C₂H₄ 及其他揮發物種，並與施加電位及電流同步比較，有助於研究反應機理、副反應與材料失效行為。

電池與能源材料研究

在鋰離子電池研究中，電解液與電極材料於充放電過程中可能產生 CO₂、CO、H₂、CH₄、C₂H₄ 等氣體。這些氣體通常與 SEI / CEI 形成、電解液分解、電極副反應及材料劣化相關。

HPR-20 OEMS 可透過超低流量取樣降低對電池內部環境的擾動，並即時觀察不同 SOC、電位與循環條件下的氣體演化行為。

CO₂ 電還原與電催化研究

在 CO₂ Electrochemical Reduction（CO₂RR）研究中，可利用 OEMS 即時監測 CO、H₂、CH₄ 及其他揮發性產物的生成情形，並與施加電位同步比較，以研究催化劑活性、選擇性與反應機理。

對於燃料電池與其他電催化系統，亦可利用即時氣體質譜分析協助研究反應產物、催化劑劣化與副反應。

QIC-ULF 超低流量取樣介面

Hiden QIC-ULF 是專為低流量及小體積電化學系統設計的超低流量石英內襯取樣介面，可降低取樣對 cell 內氣體平衡與反應條件造成的影響。

其加熱式設計可降低水氣與揮發性成分於管路中冷凝的風險，同時改善氣體傳輸速度與分析重現性。

QGAsoft 與 MASsoft Professional

HPR-20 OEMS 可搭配 Hiden QGAsoft 與 MASsoft Professional 軟體。

QGAsoft 可進行即時定量氣體與蒸氣分析，最多可連續分析 32 種 species，濃度範圍可由 0.1 ppm 至 100%。

MASsoft Professional 則提供完整質譜儀控制、資料記錄與外部設備整合功能，支援 USB 2.0、RS232 與 Ethernet，可讀取 potentiostat 或其他外部設備訊號，並與質譜資料同步顯示。

恩詠技術服務

恩詠有限公司提供 Hiden HPR-20 OEMS 之產品選型、電化學 cell 取樣系統規劃、potentiostat 資料整合、設備安裝、教育訓練與技術支援。

若您的研究涉及鋰離子電池、固態電池、燃料電池、CO₂ 電還原、電催化或電解液分解，可提供電化學 cell 型式、工作氣氛、預計氣體種類、濃度範圍、流量、壓力及 potentiostat 型號，由恩詠協助評估適合的 OEMS 配置。