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通过减少对噪声低频数据的依赖来加速电化学阻抗谱测量

数据分析、统计与概率 2026-07-21 v1 化学物理

摘要

电化学阻抗谱(EIS)是探测电化学系统中动力学和传输过程的强大工具,但其实际应用常常受到低频测量时间长和噪声敏感性的限制。在此,我们提出了一种统计推断辅助框架,通过增加更清洁的高频区域的采样密度来减少对低频采样的依赖。使用AutoEIS和贝叶斯推断,将增强的高频数据拟合到选定的等效电路模型(ECM)上,以重建完整的阻抗谱并量化参数不确定性。为了评估重建性能,我们引入了临界频率(fc),定义为仍能可靠恢复完整EIS响应的最高截止频率。结果表明,额外的高频采样不仅可以将fc移至更高值,还可以减少总测量时间。具体的改进取决于EIS数据的噪声水平、添加的数据点数量以及ECM结构。总体而言,这项工作为设计快速高效的EIS数据采集提供了一个实用框架,并为在实际电化学表征中应用部分频率EIS重建提供了指导。

关键词

引用

@article{arxiv.2607.19307,
  title  = {Accelerating Electrochemical Impedance Spectroscopy Measurements by Reducing Reliance on Noisy Low-Frequency Data},
  author = {Qiuyu Shi and Naohiro Fujinuma and Yonatan Kurniawan and Runze Zhang and Ali Jaberi and Ashley Dale and Jason Hattrick-Simpers},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2607.19307},
  year   = {2026}
}

备注

24 pages, 7 figures