電化學作為實現“雙碳”目標的重要支撐學科，在新能源、海洋科學、航空航天、生命科學和電催化等高新科技領域的研究中發揮著舉足輕重的作用。自蔡司與超新芯攜手推出原位液體電化學顯微解決方案以來，已成功完成多項樣品的原位電化學表征。
 
創新優勢1：真實液氛高分辨成像
蔡司原位電化學解決方案是基于蔡司場發射掃描電鏡優異的Gemini鏡筒設計（Beam Booster技術、無交叉光路設計、復合物鏡結構），配合In-situ Nanolab的10nm超薄視窗，可實現真實液氛中10nm以下結構的SEM高分辨成像。
  ▲ 硝酸鉛溶液電化學沉積實驗：在負偏壓下，鉛離子在遠離電極的位置還原形成分散的鉛納米顆粒。使用蔡司場發射掃描電鏡GeminiSEM 360拍攝。
 
創新優勢2：液氛樣品多模態全面表征
 
蔡司場發射掃描電鏡GeminiSEM系列所搭載的多個探頭位置合理，可探測多種信號，實現感興趣區域的宏觀低倍和微觀高倍的多尺度和原位多模態表征。如使用InLens、SE2、BSD等探頭同時進行形貌結構和成分襯度成像，結合能譜可以進行元素和成分分析，原位條件下獲取樣品全面信息，表征納微尺度演化過程。
 

▲ 硝酸鉛溶液電化學沉積實驗：低倍觀察到電極周圍鉛顆粒沉積生長過程，并對紅框區域的結晶高分辨進行多模式成像和能譜分析。使用蔡司場發射掃描電鏡GeminiSEM 360拍攝。
 
創新優勢3：靈活的擴展選項
靜態液體方案可升級流體、熱場耦合模塊，實現環境及外場精確調控，滿足各類科研需求。

▲ 硝酸鉛溶液電化學沉積動態過程：設置多個循環，在負偏壓下，鉛離子還原生長，隨著偏壓升高，鉛開始溶解。左為宏觀低倍成像畫面，右為局部高倍成像畫面，使用蔡司場發射掃描電鏡GeminiSEM 360拍攝。
 

▲ HCLO₄溶液析氫析氧反應：在負偏壓下，在Pt電極表面產生H₂；偏壓上升，電極表面產生O₂，反應過程不可逆。使用蔡司場發射掃描電鏡GeminiSEM 360拍攝。
 
應用領域：生命科學、新能源、海洋科學、航空航天、電催化、金屬防腐、環境科學等。

▲ 蔡司原位電化學顯微系統