双恒电位电化学综合测试仪论证报告浙江师范大学试验室管理处.doc

大型仪器设备购置论证报告

仪器设备名称
双恒电位电化学综合测试仪
项目名称
2018年化学省重点高校建设项目
项目负责人
朱钢国
填表日期
2018.4.24

实验室管理处制
填表说明

1．单价10万元及以上仪器设备的申购均需填写此表，并与申购计划一起上报有关部门。
2．所在学院（部门）组织3—7人单数技术专家进行论证，并通知项目经费管理、设备管理等部门参加论证。申请单一来源采购的需3人以上单数非本校专家参加论证；未列入全省统一论证进口产品范围的进口产品需5人以上单数非本校专家参加论证。
3．论证会由专家组组长主持，主要程序为：申购人报告、现场考察、专家质询与讨论、专家组形成论证意见并签名。
4．专家论证同意，经学院（部门）、项目经费管理部门签字并盖章后，报本科教学部（实验室管理处）网上公示一周无异议后实施。
5．此表一式1份（如设备为进口设备，请提交2份）。

设备名称
中文
双恒电位电化学综合测试仪
英文
Dual Potentiostat Galvanostat EIS Analyzer
规格型号
美国Princeton VersaSTAT 3F 瑞士Autolab PGSTAT 204
美国Gamry Interface 3000
申购数量
1
现行单价
人民币
35 万
美元
5.53 万
购置经费
来源
2018年化学省重点高校建设经费
运行经费来源
2018年化学省重点高校建设经费
主要技术指标与
功能
仪器总体要求包括功率放大器、电位电流控制器、阻抗模块、计算机数字图像记录系统、数据处理系统等基本配置及旋转环盘电极、恒温恒湿材料试验箱等配件。
仪器供应商在中国必须有多年的双恒电位电化学综合测试仪生产销售经验，确保仪器稳定，售后服务良好，口碑好。
具体技术参数及指标如下：
1. 功率放大器
在给定失真率条件下产生最大功率输出驱动负载
1）输出电压：±12V；
2）输出电流：±650mA；
3）恒电位带宽：1MHz；
4）上升时间：<350 ns；
2. 电位、电流控制器
1）施加电位范围：±10V；
2）施加电位分辨率：0.003%；
3）施加电位精度：±0.2%读数；
4）最大扫速范围及精度：±10V/300μV；
5）电位扫描方式：具有LINEAR SCAN线性扫描及STAIR CASE阶梯波扫描双重方式；
6）电位测量范围：±10V；
7）最小电位分辨率：6μV；
8）电位精度：±0.2%读数；
9）施加电流范围：±650mA；
10）施加电流分辨率：±1/32000；
11）施加电流精度：±0.2%读数；
12）最大电流量程/分辨率：±650mA/60μA；最小电流量程/分辨率：±4nA/120fA；
13）电流测量范围：4nA~1A（10量程）；
14）电流分辨率：0.003%
15）电流精度：±0.2%读数；
16）带宽：1MHz；
17）带宽噪声滤波功能：有，5档；
3. 阻抗模块
电位控制交流阻抗、电流控制交流阻抗、Mott-Schottky测试；
1）频率测试范围：10μHz~1MHz；
2）最小交流电压幅值：0.1mV RMS；
3）扫描方式：线性或对数；
4. 数字图像记录系统
1）图像储存最大像素不低于32k×24k
2）图像显示分辨率不低于1240×768像素。
3）图像储存格式包括TIFF，BMP，JPEG等各种格式。
5. 数据处理系统
1）通讯接口 USB模式、操作系统32位Windows 7、 PC 配置(至少需求) Pentium 4 (1GHz) / 2GB memory 高数据采集需要大内存。
2）软件 VersaStudio:中英文界面，能提供全套完整的实验方法，还可以在软件上按照用户需要在.net支持的环境下（如Labview）进行功能及实验编程。
6. VersaSTAT3F V3F所用频率响应仪；
配件：
7. 旋转环盘电极
用于氢燃料电池催化剂研究及评价；锂空气电池研究；电化学动力学研究；氧还原反应（ORR）、氧析出反应（OER）研究；缓蚀剂评价及研究；金属材料腐蚀电位研究等；
1）转速：50-10000 rpm；
2）转速控制精度：优于±1%；
3）工作温度：10~40℃；
4）具有信号输入/输出接口，可通过输入外部信号（如来自电化学工作站的）来控制转速；
8. 恒温恒湿材料试验箱
研究材料在不同温度和湿度条件下的变化
容积：80L；温度范围：-40~+150℃；湿度范围：20~98%

电极线 1套；标准电解池Dummy cell 1个；

用房情况
地 点
面积
辅助设施配备
是否
需改建
落实
情况
7幢313
21m2
已有
不需要
已落实
管理和使用技术人员配备
姓 名
职称
专管
或兼管
是否
使用过
熟练
程度
是否
需培训
何亚兵
教授
兼管
否
需培训
是
温一航
副教授
兼管
否
需培训
是
程建文
副教授
兼管
否
需培训
是

詹才宏

校聘教授
兼管
否
需培训
是
蒋战果
讲师
专管
是
熟练
否
主要用途和适用学科范围
双恒电位电化学综合测试仪通常用于物理电化学和能源电化学的研究：如常规电化学分析：开路电压、线性扫描、循环伏安（单圈）、循环伏安（多圈）、阶跃线性扫描、阶跃循环伏安（单圈）、阶跃循环伏安（多圈）、多拐点扫描、计时电流、计时电位、计时电量、电位脉冲、电流脉冲、反向电位脉冲、反向电流脉冲、方波伏安法、差分脉冲伏安、脉冲伏安、反向脉冲伏安；能源研究：恒电流充放电、恒电压充放电、恒电阻充放电、恒功率充放电、电压限制的恒电流充放电循环、充/放电循环、恒流-恒压充电控制、恒电流间歇滴定、恒电位间歇滴定、功率控制充放电循环、电阻控制充放电循环；阻抗分析：电位控制交流阻抗、电流控制交流阻抗、Mott-Schottky测试；
同时通过与专门配套的旋转环盘电极的相结合，可以用于氢燃料电池催化剂研究及评价；锂空气电池研究；电化学动力学研究；氧还原反应（ORR）、氧析出反应（OER）研究；缓蚀剂评价及研究；金属材料腐蚀电位研究等。配上专有的恒温恒湿材料试验箱可以研究对环境敏感的材料的电化学性能。
双恒电位电化学综合测试仪是做科研非常重要的表征设备，不仅能够用于化学、物理、材料、生物、环境等传统学科，又可用于能源、纳米等新兴科研领域，这些应用能够为我校的科研发展提供坚实技术支撑。
购置必要性
拟购置的双恒电位电化学综合测试仪在化学、物理、材料、生物、环境、能源、纳米等领域有着广泛的应用，可以研究各种有机无机材料的常规电化学性质，而且还可以研究最近新兴的化学储能材料的性能。由于该仪器的应用领域广泛，可以预见该仪器的使用频率将会很高。
另外，通过双恒电位电化学综合测试仪的购置对提升我校在各种功能材料、纳米材料及催化材料等研究领域的科研实力和发表高层次学术论文等方面发挥极其重要的作用，同时对申请主持这些领域的国家级及省部级科研项目提供了有力的支撑。
而且通过该仪器的购置，为我校本科生和研究生开设的《材料物理》等相关课程的基础实验条件也可以得到大大改善，有利于提高本科生与研究生的教学质量，为培养一批优秀的专业人才创造条件。
本校是否有同类设备、数量及不能共享的理由
本校有一台同类的电化学综合测试仪，瑞士万通公司AutoLab PGSTAT302N。该设备属于共享仪器，目前是本校使用率较高的大型仪器之一。
目前该设备不能够满足本校科研工作需要，理由如下：
（1）该设备未配置旋转环盘电极和恒温恒湿材料试验箱，无法满足新兴的能源电池相关催化剂的研究，同时无法满足对环境温度和湿度敏感的材料电化学性能的研究。
（2）本校近几年引进大量人才，对高精度高稳定性的电化学综合测试仪测试需求显著上升，目前该设备已经不能满足本校科研需求。
因此不能满足现有科研工作者的需要，无法实现共享。
安装场地满足条件（水、电、气等是否齐全）、安全保护措施落实情况、是否涉及放射源物品和剧毒品等危险性材料

基本齐全，只需经过简单的实验室装修，保持合适的温湿度条件，加固门禁。
安全连锁机构、剂量符合国家标准《射线衍射仪和荧光分析仪防护标准》，该设备不涉及放射源。
国内外同类设备、品牌、规格、性能、技术指标、特色、附件、价格、售后服务、应用支持等的比较
目前国内外生产双恒电位电化学综合测试仪的厂家主要有多家：美国普林斯顿、瑞士万通、美国Gamry和国内的辰华CHI。国内的辰华CHI由于稳定性特别是阻抗测试比较差，因此目前主要调研了美国Princeton VersaSTAT 3F、瑞士Autolab PGSTAT 204和美国Gamry Interface 3000三款电化学综合测试仪的情况。在调研中，通过与省内外电化学专家交流，与不同电化学综合测试仪技术工程师交流，以及结合本校长期使用经验，得出在电化学综合测试仪行业，美国普林斯顿、瑞士万通、美国Gamry三家厂家产品性能可靠，为国际上电化学综合测试仪的主流产品，在中国大陆范围内市场占有率高，包括各类重点高校、中科院所等科研机构，均使用这三家产品。各有特色及优缺点，其具体情况对比见附表。
厂商
参数
项目
美国
Princeton
VersaSTAT 3F
瑞士
Autolab
PGSTAT 204
美国
Gamry
Interface 3000
电位控制
电位范围
±10V
±10V
±32V
分辨率
300nV
3μV
12.5μV
电位精度
±0.2%
±0.2%
±0.2%
电流控制
输出电流
±650mA
±400mA
±3A
电流精度
±0.2%
±0.2%
±0.3%
电流测量
电流测量范围
4nA~1A
10nA~100mA
300pA~3A
量程数
10
8
11
电流测量精度
±0.2%
±0.2%
±0.3%
EIS阻抗
频率范围
10μHz~1MHz
10μHz~1MHz
10μHz~1MHz
阻抗测试精度
±0.3%/±0.3°
±0.3%/±0.3°
±1%/±1°
差分静电计
输入阻抗
>1012Ω//5pF
>1012Ω//5pF
>1014Ω//0.2pF
输入偏置电流
<5pA
<5pA
<20pA
数据采集
数据采集率
3×16bit
500K样品/秒
16bit
200K样品/秒
16bit
200K样品/秒
浮地功能
有
有
有
质保期
2年
1年
1年
售后服务
北京、上海、广州、成都有办事处，厂家直销，共有6名售后服务人员
北京、上海、广州、成都有办事处，厂家直销，共有4名售后服务人员
在天津设有办事处，南方依靠代理商进行销售，共有2名售后服务人员
特色
之前是腐蚀领域的知名电化学品牌，与Solartron合并后借鉴其独一无二的阻抗技术，目前在能源领域也有了很大进步。
知名电化学品牌，除电化学工作站外，还具有电位滴定、电导率仪等电化学设备，彼此之间可以联用。
主要针对腐蚀领域的品牌，偏重于工程
优点
电压、电流及阻抗测试精度高，电流测量范围宽
电压、电流及阻抗测试精度高
输出电位高，电流测量范围宽
缺点
输出电位不够高
电流最大量程仅为100mA，测试电池时会有很大限制
阻抗测试精度方面较差
主机初步报价（美元）
2.9万
5.2万
4.1万
配件报价（美元）
环盘电极: 1.7万
恒温恒湿箱：0.5万
环盘电极: 2.3万
环盘电极: 1.8万

总价（美元）
56213.65
76026.35
60840.00
综合调研结果表明：美国Princeton VersaSTAT 3F、瑞士Autolab PGSTAT 204和美国Gamry Interface 3000三款仪器是符合我们要求的理想产品。选择上述三家之一，最后再参考最终价格、售后服务、附件配置等方面进行选择。
使用效益预测及风险分析
该仪器的购置不仅为科研人员申请和完成国家级及省部级项目创造了有利条件，而且为学校科研水平的提高以及相关学科的发展提供了有力支撑。此外，该设备还可以对外服务，实行大型精密设备共享，以最大限度地发挥该设备的功能和效用并获得较好的经济效益。
开放共享实施方案和是否同意纳入学校共享平台
该仪器将放在化学学科的大型仪器共享平台使用，实行专人管理，向校内外开放共享，用户可在网上预约。

项目负责人签字：朱钢国
专
家
论
证
意
见
2018年4月26日，浙江师范大学组织专家对生化学院双恒电位电化学综合测试仪的采购进行了论证。专家组听取了项目负责人的报告，查阅了相关资料，经讨论形成意见如下：
（1）拟购买的双恒电位电化学综合测试仪主要用于材料电化学及能源催化剂分析，是电化学分析的常用仪器，购买该仪器是非常有必要的；
（2）目前，国产的双恒电位电化学综合测试仪无法满足使用要求，国外生产厂家主要有美国普林斯顿、瑞士万通和美国Gamry这三家，经过专家论证，仪器的配置与技术参数基本合理，三家公司的产品都符合购置需求；
（3）建议各供应商需提供同档次配置的电化学综合测试仪，再细化仪器配置及技术参数。
经专家组论证通过，同意购置。

组长签字：郑遗凡

2018年4月26日
专
家
组
成
员
姓 名
职称或职务
单 位
签 名
李国岗
教授
中国地质大学

郑遗凡
教授
浙江工业大学

张钱丽
教授
苏州科技大学

曹发和
副教授
浙江大学

尹争志
副教授
嘉兴学院

所
在
学
院
部
门
意
见

同意购置

负责人签字：朱钢国 单位盖章：
2018年5月4日
项
目
经
费
管
理
部
门
意
见

负责人签字： 单位盖章：
年 月 日
设
备
管
理
部
门
意
见

负责人签字： 单位盖章：
年 月 日