Letzte Aktualisierung: November 12, 2021
In diesem Artikel wird die Rolle von Potentiostaten, den Schweizer Messern der elektrochemischen Forschung, und deren Wert in R& D, Qualitätskontrolle und Batterietests unter anderem in industriellen und wissenschaftlichen Bereichen untersucht.
Hinter jeder guten Entscheidung in der elektrochemischen Forschung steht ein guter Potentiostat…
Mess- und Analysetools werden in Industrie und Forschung seit langem eingesetzt, um Innovationen voranzutreiben. Solche Werkzeuge verbessern nicht nur unser wissenschaftliches und technisches Verständnis, sondern spielen auch eine wichtige Rolle bei der Quantifizierung und Qualifizierung von Phänomenen, die für die menschlichen Sinne nicht wahrnehmbar sind. Potentiostaten sind ein großartiges Beispiel für solche Analysegeräte und unterstützen seit mehr als einem Jahrhundert den Fortschritt auf dem Gebiet der Elektrochemie.
Potentiostaten (manchmal auch als elektrochemische Arbeitsplätze oder Potentiostaten / Galvanostaten bezeichnet) sind wichtige Mess- und Steuergeräte, die hauptsächlich in der elektrochemischen Forschung sowie in anderen industriellen Bereichen eingesetzt werden. In der Elektrochemie werden Potentiostaten sowohl in der Grundlagen- als auch in der angewandten Forschung eingesetzt, um ein besseres Verständnis von Elektrodenprozessen, analytischer Chemie, Batterieforschung und Korrosionsforschung zu erlangen. Sekundäranwendungen umfassen chemische Synthese und Biologie. Eine vollständige Liste dieser Anwendungen finden Sie in diesem Artikel.
Potentiostaten haben sich aufgrund ihrer Fähigkeit, elektrochemische Grenzflächen zu untersuchen, als wichtige Werkzeuge bei der Entwicklung von Sekundärbatterien erwiesen. Sie ermöglichen auch Batterietests durch ihre Fähigkeit, eine Batterie unter vordefinierten Bedingungen zu laden und zu entladen.
Dieser Artikel gibt einen breiten Überblick über die Rolle der Potentiostaten in Forschung und Industrie und beschreibt deren Funktionsweise.
Auf einen Blick: Was ist ein Potentiostat / Galvanostat?
Ein Potentiostat / Galvanostat ist ein Instrument, das das Anlegen von Spannung oder Strom an eine elektrochemische Zellelektrode verwaltet (detaillierte Beschreibung unten). Der Potentiostat / Galvanostat ist das Hauptwerkzeug für elektrochemische und elektroanalytische Experimente.
Übersicht: Funktionsmodi
Potentiostatische / galvanostatische Modi
Potentiostaten / Galvanostaten haben zwei Hauptfunktionsmodi, abhängig von der zu steuernden elektrischen Größe – dem Potential oder dem Strom. Diese werden als potentiostatische und galvanostatische Modi bezeichnet (siehe Abbildungen 1 & 2 unten). Wenn der Potentiostat / Galvanostat im potentiostatischen Modus verwendet wird, kann er als Potentiostat bezeichnet werden.
Im potentiostatischen Modus legt der Potentiostat das Potential an, steuert es und misst den Strom, der durch das elektrochemische System fließt (siehe Abbildung 1 unten).
Abbildung 1: Prinzip des potentiostatischen Modus.
Auf einen Blick: Potentiostatischer Modus
Der potentiostatische Modus misst und steuert die Spannungsdifferenz zwischen einer Arbeitselektrode und einer Referenzelektrode, die ein konstantes Potential aufweist. Dieser vielleicht am häufigsten verwendete Modus einer elektrochemischen Arbeitsstation misst den Stromfluss zwischen der Arbeitselektrode und der Gegenelektrode (die den Zellkreis vervollständigt).
Es ist üblich, eine „Spannungsrampe“ anzuwenden, bei der die Spannung inkrementell angelegt wird (eine potentiodynamische Technik). Die zyklische Voltammetrie ist eine schnelle und einfache Technik, um das vollständige Verhalten eines elektrochemischen Systems zu erhalten (siehe Zyklische Voltammetrie: So erzielen Sie mit Ihrem Potentiostaten hervorragende Ergebnisse).
Die in der Korrosions- und analytischen Elektrochemie am häufigsten verwendeten Techniken basieren auf dem potentiostatischen Modus.
Im galvanostatischen Modus führt das elektrochemische Gerät die Messungen für Potentialschwankungen durch, während der Strom angelegt und gesteuert wird (siehe Abbildung 2 unten).
Abbildung 2: Prinzip des galvanostatischen Modus.
Auf einen Blick: Galvanostatischer Modus
Der galvanostatische Modus basiert auf der Steuerung des durch das System fließenden Stroms. Wenn das Gerät für diese Messungen verwendet wird, spricht man von einem Galvanostaten. Die häufigste Anwendung für den galvanostatischen Modus ist die Erforschung von Batterien.
Viele moderne elektrochemische Techniken basieren auf einer Abfolge von Sequenzen, die alternativ potentiostatische und galvanostatische Moden verwenden. Die Möglichkeit, von einem Modus in einen anderen zu wechseln, ist eine relativ neue Entwicklung im Potentiostat-Design, die jedoch in großem Umfang bei Batterietests verwendet wird, bei denen schnell hintereinander vom Potentio- in den Galvano-Modus gewechselt werden muss. Eine solche Funktionalität erfordert High-End-Spezifikationen, wie sie für biologische Potentiostaten verfügbar sind.
Andere Funktionsmodi
Potentiostaten haben auch spezifische Steuermodi: die Leerlaufspannung (OCV), das Nullwiderstandsamperemeter (ZRA) und durch die elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS). Jeder dieser Steuermodi hat einen bestimmten Zweck.
Der OCV-Steuermodus ermöglicht die Erfassung von Spannungsdaten, wenn sich die Zelle im Ruhezustand befindet, d. H. wenn der Potentiostat keinen Strom oder keine Spannung an die Arbeitselektrode der Zelle anlegt. Dieser Steuermodus wird üblicherweise zur Äquilibrierung der elektrochemischen Zelle verwendet.
EIS bezeichnet einen sinusförmigen Steuermodus. Der Potentiostat legt ein sinusförmiges Eingangssignal (Strom oder Spannung) an und misst die Reaktion des Systems. Dieser Steuermodus ist in elektrochemischen und Korrosionssystemen weit verbreitet, da er unter anderem detaillierte Informationen über Reaktionskinetik, Korrosionsraten und Stoffaustauschparameter liefert. Weitere Informationen zur elektrochemischen Impedanzspektroskopie (EIS) finden Sie im Learning Center-Artikel „Was ist EIS“.
Der ZRA-Steuermodus ermöglicht die Bestimmung des elektrochemischen Stromrauschens durch Anlegen einer Spannung gleich 0 V zwischen der Arbeitselektrode und der Gegenelektrode (siehe Beschreibung der Elektroden) und Messen des zwischen den beiden identischen Proben fließenden Stroms. Weitere Informationen zu den elektrochemischen Rauschmessungen finden Sie in der Application Note #39-1.#39-2, #39-3
Eine nahtlose Verbindung zwischen der Potentiostat-Schnittstelle (Software) und dem Potentiostat (Hardware) macht es dem Benutzer leicht, jeden Modus zu verwalten.
Im nächsten Teil des Dokuments werden wir uns die Funktionsweise des Potentiostaten genau ansehen, indem wir die Schlüsselkomponenten und die Architektur des Potentiostaten untersuchen.
Wie funktionieren Potentiostaten / Galvanostaten?
Steuerung des Potentials: der Drei-Elektroden-Aufbau
Der Potentiostat ist ein Instrument zur Untersuchung elektrochemischer Prozesse. Die Steuerung des Grenzflächen-Arbeitselektrodenpotentials ist entscheidend, um sicherzustellen, dass der Strom auf einem konstanten Potential gemessen wird. Ein Drei-Elektroden-Aufbau macht dies möglich.
Diese drei Elektroden sind als Arbeitselektrode, Referenzelektrode und Gegenelektrode (auch Hilfselektrode genannt) bekannt.
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Die Arbeitselektrode (WE): Die interessierende Reaktion findet an der Grenzfläche der Arbeitselektrode statt. Die Referenzelektrode (RE): Das Potential der Referenzelektrode ist bekannt und stabil. Es ist der Bezugspunkt des Systems zur Potentialregelung und -messung. Der Stromfluss durch diese Elektrode wird nahe Null gehalten. Die Gegenelektrode (CE): Der Strom fließt zwischen der Arbeitselektrode und der Gegenelektrode. Die Gegenelektrode spielt bei elektrochemischen Reaktionen keine Rolle, außer in bestimmten Situationen: Batteriezelle, galvanische Korrosion, elektrochemische Rauschmessungen. |
Abbildung 3: Beispiel eines Drei-Elektroden-Aufbaus.
Wichtige Potentiostat-Komponenten: referenzelektrode und Regelverstärker
Um zu gewährleisten, dass Ströme infolge von Potentialschwankungen an der Grenzfläche der Arbeitselektrode fließen, muss das Potential der Referenzelektrode stabil bleiben und ihrem theoretischen Wert entsprechen. Es muss ordnungsgemäß gewartet werden. (siehe Überprüfen und Validieren von Referenzelektroden).
Der Regelverstärker (CA) ist eine wichtige elektronische Komponente im Potentiostaten. Es wird verwendet, um die Spannung zwischen der Referenzelektrode und der Arbeitselektrode so nahe wie möglich an der Spannung der Eingangsquelle $ E_ {\ mathrm {i}} $ zu halten. Abbildung 4 zeigt die Position des Regelverstärkers in einem vereinfachten Design eines modernen Potentiostaten .
Abbildung 4: Grundlegendes Potentiostat-Design .
Das an der Referenzelektrode gemessene Potential wird auf den negativen Eingang des Regelverstärkers zurückgeführt. Dies erzeugt eine Schleife, die als „negative Rückkopplungsschleife“ bezeichnet wird und es dem Regelverstärker ermöglicht, seinen Ausgang anzupassen und eine Potentialdifferenz beizubehalten, die $ E_ {\ mathrm {i}} $ entspricht. Dadurch kann der Potentiostat das Spannungssignal präzise steuern und den richtigen Sollwert erreichen. Weitere Informationen finden Sie in der BioLogic Application Note #04: „The mystery of potentiostat stability explained“.
Im nächsten Teil dieses Artikels beschreiben wir die technologische Entwicklung von Potentiostaten im Laufe der Zeit, von ihrer ersten Erfindung bis zu den neuesten Fortschritten in der Potentiostaten-Entwicklung.
Rückblick: Die Geschichte der Potentiostaten
Die erste potentiostatische Methode wurde von F. G. Cottrell im Jahr 1903, der an der Verifikation von Stoffaustauschgleichungen arbeitete. Sein Experiment bestand aus einer elektrochemischen Zelle, die mit einer Batterie in Reihe mit einem Galvanometer zur Messung eines Stroms verbunden war. Zu diesem Zeitpunkt war es jedoch mit einem derart einfachen Potentiostaten nicht möglich, die Potentialdifferenz an der Grenzfläche der Arbeitselektrode in der Schaltung zu ermitteln.
Hickling, ein Elektrochemiker an der Universität von Leicester, entwickelte 1942 das Prinzip des modernen Dreielektrodenpotentiostaten, das wir heute kennen. Hickling nahm an, dass elektrolytische Prozesse im Allgemeinen durch das Elektrodenpotential bestimmt werden, das bis dahin nur indirekt durch Modifikation von Temperatur, Stromdichte oder Elektrodenmaterialien steuerbar war . Hickling fügte dem System eine dritte Elektrode hinzu und entwickelte ein Mittel zur automatischen Steuerung des Potentials. Das allgemeine Prinzip hinter dieser Konstruktion bestand darin, die Potentialdifferenz zwischen der Arbeitselektrode und der Referenzelektrode unter Verwendung einer von einem Potentiometer abgeleiteten Spannung zu vergleichen . Dieses Prinzip des Hickling-Potentiostaten basiert auf der Negativ-Feedback-Technologie (siehe oben).
Der Hickling-Potentiostat war der erste Potentiostat, der eine negative Rückkopplungsschaltung zur Messung und Steuerung der Elektrodenspannung verwendete. 1956 verwendete der Elektrochemiker Prazak das Wort Potentiostat, um Hicklings elektrochemisches Instrument zu beschreiben.
Ein weiterer wichtiger Beitrag zur Entwicklung von Potentiostaten war Hans Wenking, der in den späten 50er und 60er Jahren viele Probleme für Elektrochemiker löste, indem er zum Design der Elektronik beitrug, die noch heute in den modernen elektrochemischen Arbeitsplätzen von heute verwendet wird .
Seit 1971 wird die negative Rückkopplung mit einem elektronischen Bauteil, einem sogenannten Regelverstärker, erreicht . Um mehr über negatives Feedback zu erfahren, besuchen Sie bitte den BioLogic Learning Center Artikel „Holen Sie mehr aus Ihrem Potentiostaten heraus. Understanding bandwidth & seine Wirkung auf Messungen“.
Seit den 70er Jahren ist die elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) ein wichtiges Instrument zur Charakterisierung elektrochemischer Systeme. Seitdem hat sich die Potentiostat-Technologie ständig weiterentwickelt und enorme Verbesserungen in Bezug auf Funktionalität, Leistung und Präzision erzielt. Eine der größten Herausforderungen beim Entwurf eines Potentiostaten betrifft das Phänomen des ohmschen Tropfens (siehe Artikel „Ohmsche Tropfenkorrektur: ein Mittel zur Verbesserung der Messgenauigkeit“). Diese vielseitigen elektrochemischen Instrumente haben sich von einfachen Potentiostaten zu Potentiostaten / Galvanostaten mit zwei Hauptbetriebsarten entwickelt (siehe Definitionen für potentiostatische und galvanostatische Betriebsarten oben).
Darüber hinaus sind sie viel einfacher zu bedienen und immer leistungsfähiger geworden. Das erste Beispiel eines mehrkanaligen computergesteuerten Potentiostaten war 1991 mit der Einführung des MacPile zu sehen. Dieser Potentiostat wurde von zwei französischen Forschern, Yves Chabre und Christian Mouget, erfunden und von BioLogic vermarktet. Der MacPile kann als Vorläufer der breiten Palette von Potentiostaten / Galvanostaten angesehen werden, die jetzt auf dem Markt erhältlich sind.
Abbildung 5: Der weltweit erste computergesteuerte Mehrkanal-Potentiostat
– Der 1991 eingeführte Mac Pile.
Das von A. Hickling inspirierte Prinzip der Gegenkopplung ist bis heute der Eckpfeiler des Potentiostat-Designs. Im folgenden Abschnitt wird erläutert, wie moderne Potentiostaten funktionieren.
Anwendungen: Wie werden Potentiostaten in der akademischen Forschung und in der Industrie eingesetzt
In welchen industriellen und wissenschaftlichen Anwendungen werden Potentiostaten eingesetzt?
Potentiostaten / Galvanostaten scheinen sowohl im wissenschaftlichen als auch im industriellen Bereich ein wesentliches Analysetool zu sein. Sie sind hilfreich in einer Vielzahl von Anwendungen und Bereichen wie Energiespeicherung und -umwandlung, Elektrochemie, Materialwissenschaften und Biowissenschaften, um nur einige zu nennen. Abbildung 5 unten gibt einen Überblick, und für weitere Informationen können Sie im BioLogic Learning Center mehr über die Verwendung von Potentiostaten nach Anwendung erfahren.
Abbildung 6: Potentiostaten finden sich in einer Vielzahl industrieller und wissenschaftlicher Anwendungen
Schwerpunkt Elektrochemie und Energiespeicherung: Zwei der wichtigsten techno-gesellschaftlichen Herausforderungen, bei denen Potentiostaten Forschung und Industrie voranbringen
Potentiostaten und Sensoren
In den meisten elektrochemischen Anwendungen tragen Potentiostaten / Galvanostaten wesentlich zum besseren Verständnis, zur Forschung und zur Entwicklung elektrochemischer Systeme bei.
Da Potentiostaten die Beobachtung von Redoxreaktionen ermöglichen, ist der Potentiostat das traditionelle Werkzeug der Wahl für Laboratorien, die auf analytische Elektrochemie spezialisiert sind. Zum Beispiel können Potentiostaten VMP-300 verwendet werden, um Spezies oder elektrochemische Prozesse unter Verwendung der zyklischen Voltammetrie-Technik der biologischen Software EC-Lab® zu charakterisieren.
In ähnlicher Weise wurden zyklische Voltammetrie und andere elektrochemische Messungen (Differentialimpulsvoltammetrie und elektrochemische Impedanzspektroskopie) mit einkanaligen Potentiostaten wie dem BioLogic SP-50 verwendet, um die elektroanalytischen Eigenschaften eines Gewebeimmunosensors zu untersuchen. Diese tragbaren Sensoren überwachen die Konzentration von Cortisol im menschlichen Schweiß nicht-invasiv und in Echtzeit. Der Cortisolspiegel im menschlichen Körper ist eine wertvolle Informationsquelle, da eine hohe Cortisolkonzentration vor dem Vorhandensein eines Tumors warnen kann .
Potentiostaten und Korrosion
Korrosion ist auch ein Schwerpunkt in der Elektrochemie und ein Bereich, in dem Potentiostaten eine wichtige Rolle spielen. Die weltweiten Kosten der Korrosion werden auf 2,5 Billionen US-Dollar geschätzt, wobei der Korrosionsschutz das Potenzial hat, jährlich 375 bis 875 Milliarden US-Dollar einzusparen (erstaunliche 3,4% des globalen BIP im Jahr 2013). Siehe unseren Learning Center Artikel Beschichtungen, Korrosion und Rastersondenelektrochemie. Korrosion kann verheerende Auswirkungen auf Infrastruktur, Produktion und Transport haben, neben vielen anderen Aktivitäten, die von der Integrität des verwendeten Metalls abhängen. Elektrochemische Arbeitsstationen (Potentiostaten) werden in der allgemeinen Elektrochemie verwendet, um die grundlegenden elektrochemischen Prozesse, die zum Abbau von Metall in Reaktion mit Oxidationsmitteln wie Sauerstoff oder Sulfaten führen, besser zu verstehen.
Potentiostaten werden auch in der Materialwissenschaft eingesetzt, um Beschichtungen zu entwickeln und Korrosion zu verhindern. Sie sind für solche Analysen sehr nützlich, da sie die Untersuchung von Korrosionsraten ermöglichen. Zum Beispiel können Materialeigenschaften und Strukturen auf die Korrosionseigenschaften des Materials untersucht werden . Neben Potentiostaten werden Rastersondenarbeitsplätze eingesetzt, um lokale elektrochemische Prozesse bei Korrosion besser zu verstehen. Rastersondenarbeitsplätze geben eine „Mikro“ -Ansicht der Korrosion, im Gegensatz zu der „Makro“ -Ansicht, die mit Potentiostaten erhalten wird (weitere Informationen finden Sie im Artikel „Beschichtungen, Korrosion und Rastersondenelektrochemie“). Ein Beispiel für die Verwendung von Rastersondenarbeitsplätzen in Korrosionsstudien ist die Analyse der Impedanzhomogenitätsverteilung eines Materials dank der LEIS-Technik (Localized Electrochemical Impedance Spectroscopy). Diese elektrochemische Technik der Rastersonde liefert detaillierte Informationen über die Korrosionsbeständigkeit des Systems .
Energiespeicher und Batterien: Potentiostat-Einsatz auf allen Ebenen der Batterie-Wertschöpfungskette
Die Fortschritte der Batterieforschung in den letzten zehn Jahren sind geradezu atemberaubend. Im Jahr 2010 trat der Lithium-Ionen-Akku mit dem exponentiellen Wachstum der Telekommunikationsbranche und der Marktdurchdringung des Mobiltelefons in den Vordergrund. Eine Zeit der rasanten technologischen Entwicklung bedeutet, dass wir jetzt Lithium–Ionen-Batterien sehen, die so ziemlich alles antreiben, was wir in unserer modernen Welt sehen – sogar Autos. Der Klimawandel bedeutet, dass das Damoklesschwert über einem Großteil der Industrieländer hängt, da fossile Brennstoffe absterben und dringend Ersatzenergiequellen gefunden werden müssen. Zu diesem Zweck ist die Energiespeicherung für die erfolgreiche Entwicklung alternativer Energiestrategien von entscheidender Bedeutung – und derzeit sind Batterien wahrscheinlich die effektivste Technologie, um die Kraft von Sonne, Meer und Wind zu nutzen. Es ist daher nicht schwer zu verstehen, warum der Batteriemarkt so wichtig ist. Tatsächlich ist der globale Batteriemarkt ein Bereich mit hohem Wachstum und wird bis 2027 voraussichtlich 279,7 Milliarden US-Dollar erreichen .
Potentiostaten sind in der Forschung so wichtig, weil sie es dem Benutzer ermöglichen, jeden Teil einer Batteriezelle zu charakterisieren, aber auch die Zelle in ihrem endgültigen Design zu belasten, um ihre Leistung durch den wiederholten Lade- / Entladevorgang, der als Batteriezyklus bezeichnet wird, zu charakterisieren. Da die Batterieleistung immer wichtiger wird, werden auch die Potentiostaten-Qualität und die Fähigkeit des Systems, zu geeigneten Daten von Interesse zu führen, kritisch.
Die rolle der batterie cycler
Potentiostaten haben gefunden gunst in einer vielzahl von industriellen bereichen, vor allem dank der verbreitung von batterien über eine vielzahl von bereichen, aber vor allem automotive und telekommunikation branchen. Mit dem Wachstum des sekundären (wiederaufladbaren) Batteriemarktes ist ein Bedarf an einem neuen elektrochemischen Messgerät entstanden – dem Battery Cycler. Batteriezyklen teilen viele der Eigenschaften des Potentiostaten, aber dieses elektrochemische Messwerkzeug wird verwendet, um zwei Hauptanforderungen zu erfüllen. Hersteller verwenden Batteriezyklen, um die Qualität der von ihnen hergestellten Batterien zu kontrollieren. Große Industrieunternehmen kaufen diese Batterien und integrieren sie dann in ihre Produkte. Batteriecycler werden dann von der Industrie verwendet, um Batterien auszuwählen und zu qualifizieren. Oft beinhalten diese Tests Batteriezyklen, um ihre Kapazität zu quantifizieren.
Die Batterie kann während ihrer Lebensdauer einem Batteriemanagementsystem (BMS) zugeordnet werden, das die Batterieverwendung an den Ladezustand oder den Gesundheitszustand anpasst (siehe unseren Artikel im Learning Center: „Batteriezustände: Ladezustand (SoC), Gesundheitszustand (SoH)“). Nach dem ersten Gebrauch kann der Innenwiderstand der Batterie (deren Entwicklung mit dem Alterungsprozess zusammenhängt) mithilfe der elektrochemischen Impedanzspektroskopie (EIS) quantifiziert werden, um den nächsten Schritt zur Verwaltung der Batterielebensdauer zu bestimmen („Second Life“ ist ein weit verbreiteter Begriff für das Upcycling und Recycling von Batterien).
Abbildung 7: Die Technologie-Wertschöpfungskette für Batterien.
Wir freuen uns: Die Zukunft der Potentiostaten…
In diesem Artikel haben wir nur einige Beispiele für die vielen Anwendungen und Möglichkeiten von Potentiostaten / Galvanostaten angeführt. Dieses elektrochemische Multitool spielt eine wichtige Rolle in Labors, Forschungsinstituten und R& D-Zentren auf der ganzen Welt. In allen Anwendungen besteht ein zunehmender Bedarf an Instrumenten mit höherer Genauigkeit, höherer Präzision und höherer Leistung, die die Potentiostaten-Forschung und verbesserte Potentiostaten-Spezifikationen vorantreiben. Die Sensorforschung ist eine weitere Anwendung, die immer leistungsfähigere Analysetools erfordert. Und die kolossalen Schäden durch Korrosion (insbesondere Meerwasser) bedeuten, dass die nächste Generation von Potentiostaten weiterhin eine wichtige Rolle bei der Minimierung von Schäden an der Infrastruktur durch Grundlagenforschung und Forschung an Beschichtungen und anderen Technologien spielen wird.
Für die Energiespeicherung werden ständig neue Batteriechemikalien entwickelt. Lithium-Ionen-Batterien der neuen Generation bieten die höchste derzeit verfügbare Energiedichte. Festkörperversionen der Lithium-Schwefel-Chemie werden voraussichtlich ein hervorragendes Potenzial für den Weltraum- und Luftfahrtsektor sowie die Automobilindustrie bieten. Schließlich wird die Entwicklung von Festkörperbatterien immer leistungsfähigere Potentiostaten mit erhöhter Funktionalität und Leistung erfordern. Der Potentiostat hat bereits seinen Platz in der grundlagen- und angewandten Forschung, R& D und industriellen Anwendungen gefunden. Aber wir haben noch nicht begonnen, den vollen Wert dieser außergewöhnlichen Messwerkzeuge zu sehen.
For an overview of BioLogic potentiostat galvanostats, please click here.
- Application Note # 04″the mystery of potentiostat stability explained“.
- A. Hickling, Studies in Elektrode polarisation, Part IV, (1942).
- A. Hickling, Electrochemica Acta, Vol 5, (1961) 161-168.
- R. Dölling, Materialien und Korrosion, 49, (1998) 535-538.
- B. Petrescu, computergesteuertes flexibles elektroanalytisches System, Dissertation des nationalen Polytechnischen Instituts in Grenoble und der Universität „Politehnica“ in Bukarest, 2002.
- S. Madhu, AJ Anthuuvan, S. Ramasamy, P. Manickam, S. Bhansali, P. Nagamony, V. Chinnuswamy, ACS Angewandte elektronische Materialien, 2, (2020) 499-509.
- Internationale Maßnahmen zur Verhütung, Anwendung und Wirtschaftlichkeit von Korrosionstechnologien Studie, Internationaler Bericht der Nace
- HR Erfanian-Nazif’Toosi, HR Lopez: Journal of Materials and Applications, 9(1), (2020) 1-8.
- T. Liu, Y. Wang, S. Pan, Q. Zhao, C. Zhang, S. Gao, Z. Guo, N. Guo, W. Sand, X. Chang, L. Dong, Y. Yin, Korrosionswissenschaft, 149, (2019) 153-163.
- Globaler Batteriemarktbericht 2020-2027, ResearchAndMarkets.Com
GLOSSAR
| Begriff | Definition |
| Batteriezyklen | Testprozesstechnik von Batterien basierend auf wiederholten und aufeinanderfolgenden Lade- und Entladephasen. |
| Regelverstärker | Aktives elektronisches Hauptgerät & Teil des analogen Regelkreises eines Potentiostaten, der eine elektrochemische Zelle mit Strom versorgt . |
| Strom | Physikalische Größe, die den Fluss geladener Teilchen (Elektronen, Ionen) in einem Leiter beschreibt (SI-Einheit: A) |
| Gegenelektrode | Hilfselektrode, die den Stromfluss durch die Zelle ermöglicht. |
| Elektrodenpotential (Spannung) | Die Größe, die die Potentialdifferenz zwischen beiden Seiten der Elektrodenschnittstelle beschreibt (SI-Einheit: V). |
| Innenwiderstand | Oberbegriff, der keinen spezifischen Widerstand in der Batterie bezeichnet. Es ist eine lose Eigenschaft der Batterie. |
| Negative feedback | Die schleife betrieben durch die control verstärker. |
| Potentiostat / Galvanostat | Elektronisches Gerät, das eine Spannung anlegen und die Stromreaktion (oder umgekehrt) einer elektrochemischen Grenzfläche messen kann. |
| Referenzelektrode | Elektrode zur Messung der Potentialdifferenz einer elektrochemischen Grenzfläche. Sein eigenes Potential ist stabil, weil es nicht von einem Strom durchflossen wird. |
| Arbeitselektrode | Eine Elektrode, an der die interessierende Reaktion auftritt. |