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Potentiostaten & Galvanostaten

Potentiostaten & Galvanostaten

Elektrochemische Workstations, modulare Erweiterungen, Software und Zubehör für die Forschung und Prüfung

Produkt-Familien Umfassende Lösungen Komponenten Warum Metrohm? FAQs

Was auch immer Ihre Anforderungen sind – wir haben den richtigen Potentiostat/Galvanostat für Sie

Unser Angebot an elektrochemischen Messgeräten umfasst kompakte bis modulare und ein- bis mehrkanalige Potentiostaten/Galvanostaten. Verwenden Sie die Filter, um Ihre Suche zu verfeinern und das perfekte Gerät für Sie zu finden.

Hier finden Sie Applikationen aus dem Bereich Elektrochemie

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Zuverlässige und genaue Messungen – Komponenten für Ihre Potentiostaten

Weshalb Potentiostaten von Metrohm? - Wir sind der weltweite Marktführer

Metrohm setzt den Standard für elektrochemische Messgeräte. Vor über 30 Jahren leisteten wir Pionierarbeit mit dem ersten kommerziell erhältlichen digitalen Potentiostaten/Galvanostaten unter vollständiger Computersteuerung. Unser Engagement für Innovationen treibt uns weiter voran. Heute bieten wir eine breite Palette von elektrochemischen Messgeräten an, die von kompakten bis hin zu modularen Geräten, von Einkanal- bis hin zu Mehrkanalgeräten und von Tischgeräten bis hin zu tragbaren Potentiostaten und Galvanostaten reicht.

  • Verlässlichkeit:  Alle unsere Geräte werden während des Herstellungsprozesses Hunderten von Qualitätsprüfungen unterzogen. In den ersten 5 Jahren nach der Installation wird eine durchschnittliche Betriebszeit von 99 % erreicht.
  • Überragender Service: Wir bieten eine branchenführende 3-Jahres-Garantie für alle unsere Geräte sowie einen lokalen Support in über 120 Ländern weltweit. Dies gewährleistet eine schnelle Reaktion hinsichtlich Verkauf und Service, in der Regel innerhalb von 48 Stunden.

Um unseren Kunden zu helfen, das Beste aus unseren Geräten herauszuholen, haben wir eine umfangreiche Bibliothek mit über 100 Application Notes, Whitepapers und Blogbeiträgen erstellt. Dieses Material deckt ein breites Spektrum an wissenschaftlichen Bereichen ab, wie z. B. Elektrochemie, Batterieforschung, Biowissenschaften und Korrosionsstudien.

Wenn Sie sich mit elektrochemischen Techniken wie der zyklischen Voltammetrie und der elektrochemischen Impedanzspektroskopie (EIS) befassen, bieten unsere Ressourcen praktische Fallstudien und zugehörige Formeln oder Berechnungen und damit eine umfassende, auf Ihre Bedürfnisse zugeschnittene Unterstützung.

Entdecken Sie unsere Application Notes für die Elektrochemie

Potentiostat/Galvanostat kaufen: Kostenlose Erstberatung


Sie möchten einen Potentiostat/Galvanostat kaufen, wissen aber noch nicht, welches Gerät für Ihren Anwendungsfall am besten geeignet ist? Kein Problem! Vereinbaren Sie einen Termin für eine kostenlose und unverbindliche Erstberatung mit einem unserer Elektrochemie-Spezialist:innen.



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Potentiostaten und Galvanostaten - FAQ

A potentiostat is an electrochemical instrument that controls the potential difference (voltage) between the working electrode and the reference electrode while measuring the resulting current flow between the working and counter electrodes. It maintains a constant potential, making it ideal for studying redox reactions, corrosion, and processes where precise potential control is critical.

A galvanostat, on the other hand, controls the cell current rather than the voltage. This makes it suitable for applications where maintaining a constant current is required, such as electrolysis, electrodeposition, or battery charge-discharge testing.

All Metrohm Autolab and Metrohm Dropsens instruments combine both potentiostatic and galvanostatic capabilities in a single device, allowing users to select the most suitable mode based on their experimental needs.

  Potentiostat (Potentiostatic Mode) Galvanostat (Galvanostatic Mode)

Columns

Voltage (potential)

Current
Measures

Current

Voltage (potential)
When to use

When maintaining constant voltage is crucial

When maintaining constant current is crucial
Typical applications
  • Redox reactions
  • Corrosion testing
  • Voltage sweeps measurements
  • Investigating electrochemical behaviour, kinetics and electrode surface properties
  • electrochemical sensors
  • Battery cycling
  • Electrolysis
  • Electrodeposition
  • Fuel cell testing
Example techniques

Cyclic voltammetry, chronoamperometry, potentiodynamic polarization

Charge/discharge cycles, galvanostatic plating, chronopotentiometry, GITT
Electrochemical impedance spectroscopy (EIS)

Characterizing high-impedance systems (materials with coatings or corrosion protection)

Studying impedance in low-impedance systems (batteries, supercapacitors)

Application Note: Basic overview of the working principle of a potentiostat/galvanostat (PGSTAT) – electrochemical cell setup

Blog: Fast and fundamental – Influences on reliable electrochemical measurements

Consider the following criteria to select a suitable potentiostat:

  1. Voltage and current range
  2. Workload
  3. Portability
  4. Hyphenation or all-in-one solution

Voltage and current range

Consider the range of potentials and currents you expect to work with.

  • Basic requirement: Compliance voltage up to ± 10 V, max. current up to ± 100 mA: PGSTAT101, Autolab IMP, μStat-i 400 – Small, lightweight, and affordable
  • Moderate requirement: Compliance voltage ± 20 V, max. current ± 400 mA: PGSTAT204 – Small and able to add one more module (e.g. EIS)
  • Advanced requirement: Compliance voltage ± 30 V, max. current ±2 A (upgradeable) : PGSTAT302N – Customizable with a range of modules
  • Stringent requirement: Compliance voltage ± 50 V, max. current ± 6 A: VIONIC powered by INTELLO – Highest specification and multi-modules in one instrument

Workload

If you plan to run multiple experiments simultaneously, you might need a potentiostat with multiple channels.

Go to Mulitchannel Line

Go to Portable Multichannel Line

Portability

A portable potentiostat can be beneficial in various scenarios where mobility, fieldwork, or on-site measurements are necessary. Metrohm can provide both single-channel and multi-channel portable potentiostats.

Go to Portable Singlechannel Line

Go to Portable Multichannel Line

Hyphenated Electrochemistry with third-party instruments or Spectroelectrochemistry integrated into one instrument

lf your research requires synchronization of electrochemistry with optical measurements (or other complementary techniques), and you would like to have two independent instruments for electrochemistry and spectroscopy (or the instrument used in the complementary technique) as hyphenated or stand-alone solutions, you can consider our hyphenated solution.

The hyphenated solution includes a UV-Vis or Raman spectroscopy instrument and a Metrohm potentiostat. The Metrohm potentiostats/galvanostats can be purchased separately and used in specific hyphenated setups together with third party instruments. Please contact your local Metrohm support office for further details. With our hyphenated solution, you can enjoy the highest performance and  flexibility in both hardware and software selection.

Go to hyphenated spectroelectrochemistry instruments

 

You can also opt for the integrated product line. All components of spectroelectrochemical devices, i.e., potentiostat, spectrometer, and light source, are integrated in only one instrument with a dedicated software including all specific tools for spectroelectrochemical experiments, such as UV-Vis, NIR and Raman spectroscopy. With the integrated instruments, you benefit from the simplicity of the hardware set up and of working with a single software.

Go to integrated spectroelectrochemistry instruments

In a potentiostat, the grounded mode is used when none of the electrodes nor the cell vessel have a direct connection with the ground. This is the most commonly used mode for electrochemical experiments performed in laboratories (i.e., wet electrochemistry research, battery research, corrosion test in lab, etc.). If other devices are used during the electrochemical experiments, you can use the faraday cage to ground them.

The schematics of a VIONIC PGSTAT in non-floating mode. Please note the EARTH connection (always connected to the metallic chassis of the instrument) and the analog ground (AGND) connection and switch.

The floating mode must be used in the following three main cases:

  1. When the working electrode is directly connected to the Earth ground (grounded WE): Corrosion tests in open air, hydrogen permeation, in-situ electronic microscopy
  2. When the counter electrode is directly connected to the Earth ground (grounded CE): Bioreactors, autoclave
  3. When the entire cell is directly connected to the Earth ground (grounded Cell): Tribocorrosion, autoclave

For any of the above-mentioned cases, the correct measurement of the current is only possible if the potentiostat is used with the correct floating mode.

The schematics of a VIONIC PGSTAT in floating mode. Please note that the analog ground (AGND) is disconnected from the instrument chassis.

Selectable floating refers to the feature of potentiostats/galvanostats to choose the ground state of the cell setup. Due to the wide variation of experimental requirements and kinds of electrochemical cells, the use of an electrochemical instrument with a floating feature (such as VIONIC or µStat-i multiX among others) brings additional versatility to the user.

To perform an electrochemical hydrodynamic measurement and induce controlled hydrodynamic flow or convection, you need:

At Metrohm, we offer different models of potentiostats that can be used with our RDEs and RRDEs through dedicated software.

To simulate turbulent pipe-flow conditions in the lab for electrochemical corrosion research, the most common and practical approach is to use a Rotating Cylinder Electrode (RCE). The RCE setup recreates realistic turbulent flow conditions found inside pipes by rotating the electrode, which enhances mass transport and mimics the turbulent fluid flow experienced in real pipelines.

In addition, a potentiostat with dedicated software capable of controlling the rotating speed of the RCE is also essential.

White Paper: Corrosion Best Practice – Creating Pipe-flow Conditions Using a Rotating Cylinder Electrode

Yes, it is possible to perform electrochemical measurements with two or more working electrodes in the same cell. You can choose among different experimental setups based on your research needs.

If your research involves working with a Rotating Ring-Disk Electrode (RRDE) or a single screen-printed electrode that integrates two working electrodes, you will need a Bipotentiostat. At Metrohm, we offer different potentiostat models with Bipotentiostat functionality, such as the AUT302N and PGSTAT204 or portable models such as STAT-I-400.

If your research requires more than two working electrodes in the same electrochemical cell, other solutions are available:

  • Potentiostat with multiBA: for simultaneous measurements on up to six working electrodes or STAT-I MULTI16 for simultaneous measurements up to 16 working electrodes.
  • Potentiostat with Multiplexer Module (MUX-SCNR16): for sequential measurements on up to 128 working electrodes

To analyze EIS results, specialized software with data fitting tools is typically required. This process involves constructing an equivalent circuit in a flexible manner and fitting the calculated equivalent data to the measured results. Through this fitting process, the software determines and displays the quantitative values of each element in the circuit, allowing for a clear interpretation of the system’s electrochemical behavior.

At Metrohm, our potentiostat software, INTELLO, NOVA, and DropView 8400, provide all these features to ensure precise and reliable EIS data analysis.

Ein Potentiostat ist ein elektrochemisches Instrument, das die Potentialdifferenz (Spannung) zwischen der Arbeitselektrode und der Referenzelektrode steuert und gleichzeitig den resultierenden Stromfluss zwischen der Arbeitselektrode und der Gegenelektrode (auch als Hilfselektrode bezeichnet) misst. Der Potentiostat hält ein konstantes Potential aufrecht und ermöglicht so die präzise Steuerung und Messung elektrochemischer Reaktionen bei Korrosionsstudien, Galvanisierung, Batterietests und Sensorentwicklung.


Ein Galvanostat hingegen ist ein elektrochemisches Gerät, das nicht die Zellspannung, sondern den Zellstrom steuert.

Alle elektrochemischen Geräte von Metrohm vereinen sowohl Potentiostat als auch Galvanostat in einem einzigen Gerät. Je nach Versuchsanforderung kann der Anwender den entsprechenden Modus (potentiostatisch oder galvanostatisch) wählen.

Erfahren Sie mehr über die Funktionsweise eines Potentiostaten und die Rolle der Elektroden, die bei elektrochemischen Messungen verwendet werden:

Application Note: Genereller Überblick über das Funktionsprinzip eines Potentiostaten/Galvanostaten (PGSTAT) – elektrochemischer Aufbau der Zelle

Schnell und grundlegend: Einflüsse auf zuverlässige elektrochemische Messungen

Wann sollte man den potentiostatischen Modus wählen?

  • Bei der Untersuchung von Redoxreaktionen, Korrosion, Galvanisierung oder anderen Prozessen, bei denen die Aufrechterhaltung eines konstanten Potentials entscheidend ist.
  • Bei der Durchführung der zyklischen Voltammetrie oder anderen Techniken, bei denen das Potential über einen definierten Bereich verändert wird.
  • Bei der Untersuchung des elektrochemischen Verhaltens, der Kinetik und der Eigenschaften der Elektrodenoberfläche.

Application Note: Potentiostatische intermittierende Titrationstechnik (PITT)

Application Note: ASTM G5: Potentiodynamische anodische Polarisationsmessungen

Application Note: Zyklische potentiodynamische Polarisationsmessungen nach ASTM G61

Wann ist der galvanostatische Modus zu wählen?

  • Bei der Untersuchung von Elektrolyseprozessen, galvanischer Abscheidung oder anderen Prozessen, bei denen die Aufrechterhaltung eines konstanten Stroms entscheidend ist.
  • Bei der Durchführung von Experimenten mit Brennstoffzellen, Batterien oder anderen elektrochemischen Zellen, die eine bestimmte Stromzufuhr erfordern.
  • Bei der elektrochemischen Impedanzspektroskopie oder anderen Techniken zur Analyse der elektrischen Reaktion eines Systems.

Application Note: Galvanostatische Auf- und Entladung eines Li-Ionen-Akkus mit Autolab

ASTM G100: Galvanische zyklische Polarisation nach der galvanischen Spannungsreihe

Application Note: Galvanostatische intermittierende Titrationstechnik (GITT)

In einem Potentiostat wird der geerdete Modus verwendet, wenn weder die Elektroden noch die Messzelle eine direkte Verbindung zur Erde haben. Dies ist der am häufigsten verwendete Modus für die große Mehrheit der elektrochemischen Experimente, die in Labors durchgeführt werden (z. B. nasselektrochemische Forschung, Batterieforschung, Korrosionsmessungen im Labor usw.). Wenn während der elektrochemischen Experimente andere Geräte verwendet werden, können Sie einen Faradayschen Käfig verwenden, um diese zu erden. 

The schematics of a PGSTAT in non-floating mode.

Der Schaltplan eines VIONIC PGSTAT im NON-Floating-Modus. Bitte beachten Sie den Anschluss EARTH (immer mit dem Metallgehäuse des Geräts verbunden) und den Anschluss und Schalter für die analoge Masse (AGND).

Der Floating-Modus muss in den folgenden drei Hauptfällen verwendet werden:

  1. Wenn die Arbeitselektrode direkt mit der Erde verbunden ist (geerdete WE): Korrosionstests im Freien, Wasserstoffpermeation, In-situ-Elektromikroskopie
  2. Wenn die Gegenelektrode direkt mit der Erde verbunden ist (geerdet CE): Bioreaktoren, Autoklaven
  3. Wenn die gesamte Zelle direkt mit der Erde verbunden ist (geerdete Zelle): Tribokorrosion, Autoklav

In jedem der oben genannten Fälle ist eine korrekte Messung des Stroms nur möglich, wenn der Potentiostat im richtigen Floating-Modus betrieben wird.

The schematics of a PGSTAT in floating mode.

Der Schaltplan eines VIONIC PGSTAT im Floating-Modus. Bitte beachten Sie, dass die analoge Masse (AGND) vom Gerätegehäuse getrennt ist.

Aufgrund der großen Vielfalt an experimentellen Anforderungen und elektrochemischen Zellen, bietet die Verwendung eines elektrochemischen Messgeräts mit Floating-Funktion (wie z. B. VIONIC oder µStat-i multiX) dem Benutzer zusätzliche Vielseitigkeit.

Kriterium 1: Spannungs- und Strombereich

Berücksichtigen Sie die Potential -und Strombereiche, mit denen Sie voraussichtlich arbeiten werden.

  • Grundanforderung: Klemmspannung bis zu ± 10 V, max. Strom bis zu ± 100 mA: PGSTAT101, Autolab IMP, μStat-i 400 – Klein, leicht und preiswert
  • Moderate Anforderungen: Klemmspannung ± 20 V, max. Strom ± 400 mA: PGSTAT204 – Klein und erweiterbar durch ein zusätzliches Modul (z. B. EIS)
  • Erweiterte Anforderungen: Klemmspannung ± 30 V, max. Strom ±2 A (erweiterbar): PGSTAT302N – Anpassungsfähig durch verschiedene zusätzliche Module
  • Hohe Anforderungen: Klemmspannung ± 50 V, max. Stromstärke ± 6 A: VIONIC powered by INTELLO – Höchste Spezifikation und mehrere Module in einem Gerät integriert

Kriterium 2: Besteht ein Bedarf an hohem Durchsatz oder mehreren Messkanälen?

Wenn Sie mehrere Experimente gleichzeitig durchführen wollen, benötigen Sie möglicherweise einen Potentiostaten mit mehreren Kanälen.

Zur Mehrkanal-Baureihe

Zur tragbaren Mehrkanal-Baureihe

Kriterium 3: Portabilität

Ein tragbarer Potentiostat kann in verschiedenen Situationen von Vorteil sein, wenn Mobilität oder Vor-Ort-Messungen erforderlich sind. Metrohm kann sowohl portable Einkanal- als auch Mehrkanal-Potentiostaten anbieten.

Zur tragbaren Einkanal-Linie

Zur tragbaren Mehrkanal-Linie

Kriterium 4: Kombinierte Elektrochemie mit Geräten von Drittanbietern oder Spektroelektrochemie integriert in einem Gerät

Wenn Ihre Forschung die Synchronisation von Elektrochemie mit optischen Messungen (oder anderen komplementären Techniken) erfordert und Sie zwei unabhängige Geräte für Elektrochemie und Spektroskopie (oder das für die komplementäre Technik verwendete Gerät) wahlweise als kombinierte Lösung oder Einzellösung haben möchten, könnten unsere Kopplungsmöglichkeiten für Sie interessant sein.

Die kombinierte Lösung umfasst ein UV-Vis- oder Raman-Spektroskopiegerät und einen Metrohm-Potentiostaten. Die Metrohm-Potentiostaten/Galvanostaten können separat erworben und über spezielle Kopplungs-Setups zusammen mit Geräten von Drittanbietern verwendet werden. Bitte wenden Sie sich für weitere Informationen an Ihre lokale Metrohm-Supportstelle. Mit unserer kombinierten Lösung profitieren Sie von höchster Leistung und Flexibilität bei der Auswahl von Hardware und Software.


Weiter zu den kombinierten Geräten für die Spektroelektrochemie

 

Sie können sich auch für die integrierte Produktreihe entscheiden. Alle Komponenten der spektroelektrochemischen Geräte, d. h. Potentiostat, Spektrometer und Lichtquelle, sind dabei in einem einzigen Gerät integriert und werden über eine spezielle Software bedient, die alle spezifischen Tools für spektroelektrochemische Experimente enthält, wie bspw. UV-Vis-, NIR- und Raman-Spektroskopie. Mit den integrierten Instrumenten profitieren Sie von der Einfachheit des Hardware-Setups und der Arbeit mit einer einzigen Software.

Weiter zu den integrierten Instrumenten für die Spektroelektrochemie

Geerdeter Modus oder Floating-Modus?

Download: Kostenfreies White Paper

In diesem White Paper werden die Begriffe Non-Floating und Floating definiert, typische Anwendungen für jeden Modus beschrieben und ergänzendes Zubehör für weitere Anpassungsmöglichkeiten vorgestellt.