可逆氢参比电极RHE是一种无需外部氢气源的参比电极,其核心特点是内置可更换的砂芯,可以连续产生氢气流经铂电极表面。RHE电极通过电解液中的氢离子电化学还原生成氢气,实现与测试体系的电势匹配。电极内部装有电解质溶液,底端烧结有砂芯,氢气通过砂芯缓慢释放,流经铂电极表面,形成稳定的氢电极反应界面。
氢气生成原理基于电化学反应。在酸性电解液中,氢离子在铂电极表面发生还原反应生成氢气:2H⁺+2e⁻→H₂。电极内部通过电解产生氢气并储存于电极中,无需使用复杂且危险的氢气钢瓶,既保证了安全性,又具有良好的电势稳定性。电极的侧面开设有电解液注入口,可以根据测试需求更换不同pH的电解液,适应不同的测试体系。
氢气生成速率的控制主要通过调节电解液浓度和砂芯的孔隙结构实现。氢气流的速率可以调节,持续使用时间一般为1-12个月不等,通常建议按6个月使用调节。电极采用可拆卸的结构设计,导线与电极丝的焊接处通过热塑性材料固定于电极头内部,利用材料的热塑性可以通过加热的方式去除,便于更换损坏的导线与电极丝。电极管的底端烧结有砂芯,砂芯的更换周期取决于使用频率和电解液性质,一般建议在使用6个月后检查砂芯状态,必要时进行更换。

RHE可逆氢参比电极的应用领域广泛,可用于酸性、碱性、中性电解液体系,也可用于其它参比电极如Ag/AgCl、Hg/Hg₂Cl₂、Hg/Hg₂SO₄、Hg/HgO的电位校准。电极适用气压可达10个大气压,适用温度可达210℃,具有良好的环境适应性。在单晶表界面水的原位电化学拉曼光谱研究中,自制可逆氢电极与自制三室电化学玻璃电解池配合使用,能够实现精准的电化学测试与拉曼表征,满足实验对界面反应研究的严苛要求。