Potenciostatos y galvanostatos

Un potenciostato es un instrumento electroquímico que controla la diferencia de potencial (voltaje) entre el electrodo de trabajo y el electrodo de referencia, a la vez que mide la corriente resultante entre ambos. Mantiene un potencial constante, lo que lo hace ideal para estudiar reacciones redox, corrosión y procesos donde el control preciso del potencial es fundamental.

Un galvanostato, en cambio, controla la corriente de la celda con mayor precisión que el voltaje. Esto lo hace adecuado para aplicaciones donde se requiere mantener una corriente constante, como la electrólisis, la electrodeposición o las pruebas de carga y descarga de baterías.

Todos los instrumentos Metrohm Autolab y Metrohm Dropsens combinan las funciones de potenciostato y galvanostato en un solo dispositivo, lo que permite a los usuarios seleccionar el modo más adecuado según sus necesidades experimentales.

Nota de aplicación: Descripción general del principio de funcionamiento de un potenciostato/galvanostato (PGSTAT) – configuración de celda electroquímica

Blog: Rápidos y fundamentales: influencias en las mediciones electroquímicas fiables

Considere los siguientes criterios para seleccionar un potenciostato adecuado:

1. Rango de voltaje y corriente
2. Carga de trabajo
3. Portabilidad
4. Combinar técnicas o solución todo en uno

Rango de voltaje y corriente

Considere el rango de potenciales y corrientes con los que espera trabajar.

• Requisito básico: Tensión de conformidad hasta ± 10 V, corriente máxima hasta ± 100 mA: PGSTAT101, Autolab IMP, μStat-i 400 – Pequeño, ligero y asequible.
• Requisitos moderados: Tensión de cumplimiento ± 20 V, corriente máxima ± 400 mA: PGSTAT204 – Pequeño y con capacidad para añadir un módulo más (por ejemplo, EIS)
• Requisito avanzado: Tensión de cumplimiento ± 30 V, corriente máxima ±2 A (actualizable): PGSTAT302N – Personalizable con una variedad de módulos
• Requisito estricto: Tensión de cumplimiento ± 50 V, corriente máxima ±6 A: VIONIC powered by INTELLO – Máxima especificación y múltiples módulos en un solo instrumento

Carga de trabajo

Si planea realizar varios experimentos simultáneamente, es posible que necesite un potenciostato con múltiples canales.

Ir a la línea multicanal

Ir a Línea multicanal portátil

Portabilidad

Un potenciostato portátil puede resultar útil en diversas situaciones donde se requiere movilidad, trabajo de campo o mediciones in situ. Metrohm ofrece potenciostatos portátiles tanto de un solo canal como multicanal.

Ir a Línea portátil de un solo canal

Ir a Línea multicanal portátil

Electroquímica acoplada con instrumentos de terceros o espectroelectroquímica integrada en un solo instrumento

En un potenciostato, el modo a tierra se utiliza cuando ni los electrodos ni el recipiente de la celda tienen conexión directa a tierra. Este es el modo más común para experimentos electroquímicos de laboratorio (p. ej., investigación en electroquímica húmeda, investigación de baterías, ensayos de corrosión, etc.). Si se utilizan otros dispositivos durante los experimentos electroquímicos, se puede usar la jaula de Faraday para conectarlos a tierra.

El modo flotante debe utilizarse en los tres casos principales siguientes:

1. Cuando el electrodo de trabajo está conectado directamente a tierra (WE a tierra): Ensayos de corrosión al aire libre, permeación de hidrógeno, microscopía electrónica in situ.
2. Cuando el contraelectrodo está conectado directamente a tierra (CE conectado a tierra): Biorreactores, autoclaves
3. Cuando la celda completa está conectada directamente a tierra (celda a tierra): Tribocorrosión, autoclave

En cualquiera de los casos mencionados anteriormente, la medición precisa de la corriente solo es posible si la alimentación se utiliza en el modo de flotación correcto.

La función de flotación seleccionable permite a los potenciostatos/galvanostatos elegir el estado fundamental de la celda electroquímica. Debido a la amplia variedad de requisitos experimentales y tipos de celdas electroquímicas, el uso de un instrumento electroquímico con esta característica (como VIONIC or µStat-i multiX entre otros) ofrece mayor versatilidad al usuario.

Para realizar una medición hidrodinámica electroquímica e inducir un flujo hidrodinámico o convección controlados, se necesita:

• Apparatus such as a rotating disk electrode (RDE) or a rotating ring-disk electrode (RRDE), which rotates the electrode at a stable speed to enhance mass transfer
• Aparatos como un electrodo de disco rotatorio (RDE) o un electrodo de disco giratorio (RRDE), que hacen girar el electrodo a una velocidad constante para mejorar la transferencia de masa.

En Metrohm, ofrecemos diferentes modelos de potenciostatos que pueden utilizarse con nuestros RDE y RRDE mediante un software específico.

Para simular las condiciones de flujo turbulento en tuberías en el laboratorio para la investigación de la corrosión electroquímica, el método más común y práctico es utilizar un electrodo de cilindro rotatorio (ECR). El sistema ECR recrea las condiciones reales de flujo turbulento presentes en el interior de las tuberías mediante la rotación del electrodo, lo que mejora el transporte de fluidos y reproduce el flujo turbulento que se produce en los oleoductos reales.

Además, es fundamental contar con un potenciostato con software específico capaz de controlar la velocidad de rotación del ECR.

White Paper: Buenas prácticas para el control de la corrosión: creación de condiciones de flujo en tuberías mediante un electrodo cilíndrico giratorio

Sí, es posible realizar mediciones electroquímicas con dos o más electrodos de trabajo en la misma celda. Puede elegir entre diferentes configuraciones experimentales según las necesidades de su investigación.

Si su investigación implica trabajar con un electrodo de disco rotatorio (RRDE) o un electrodo impreso de pantalla única que integra dos electrodos de trabajo, necesitará un bipotenciostato. En Metrohm, ofrecemos diferentes modelos de potenciostatos con función de bipotenciostato, como el AUT302N y el PGSTAT204, o modelos portátiles como el STAT-I-400.

Si su investigación requiere más de dos electrodos de trabajo en la misma celda electroquímica, existen otras soluciones disponibles:

• Potenciostato con multiBA: para mediciones simultáneas en hasta seis electrodos.
• Electrodos de trabajo o STAT-I MULTI16 para mediciones simultáneas de hasta 16 electrodos de trabajo.
• Potenciostato con módulo multiplexor (MUX-SCNR16): para mediciones secuenciales en hasta 128 electrodos de trabajo.

Para analizar los resultados de EIS, generalmente se requiere software especializado con herramientas de ajuste de datos. Este proceso implica la construcción flexible de un circuito equivalente y el ajuste de los datos calculados a los resultados medidos. Mediante este ajuste, el software determina y muestra los valores cuantitativos de cada elemento del circuito, lo que permite una interpretación clara del comportamiento electroquímico del sistema.

En Metrohm, nuestro potenciostato, INTELLO, NOVA y el software DropView 8400 ofrecen todas estas funcionalidades para garantizar un análisis de datos EIS preciso y fiable.