Applications Électrochimie

This application note demonstrates EQCM D for simultaneous mass and dissipation analysis of Ni(OH)₂ electrodeposition.

Using disposable 11COND screen printed electrodes and electrochemical impedance spectroscopy, conductivity in drinking water can be measured using only 100 µL samples.

Differential electrochemical mass spectrometry (DEMS) is used to monitor gaseous and volatile species during electrochemical reactions in situ.

By using an enzymatic sensor with a screen-printed electrode, producers can measure lactic acid production, thereby monitoring fermentation processes.

Advances in polymeric membranes and screen-printed technologies have enabled miniaturized, portable potentiometric sensors ideal for point-of-care analysis.

Many electrochemical methods have been developed but are traditionally limited to aqueous media. Raman spectroelectrochemistry in organic solutions is an interesting alternative, but developing new EC-SERS procedures is still required. This Application Note demonstrates that the electrochemical activation of gold and silver electrodes enables the detection of dyes and pesticides in organic media.

Spectroelectrochemical experiments not only provide outstanding qualitative information about samples, but also offer other quantitative data that can be considered when performing analyses. A single set of experiments allows analysts to obtain two calibration curves: one with the electrochemical data and another with the spectroscopic information. The concentration of tested samples is calculated by using both curves, confirming the obtained results by two different routes. In this Application Note, comparison between electrochemical and spectroscopic determinations demonstrates that the two methods measure uric acid (UA) indistinctively, with close agreement of the calculated values with empirical data.

Here, the most common circuit elements for EIS are introduced which may be assembled in different configurations to obtain equivalent circuits used for data analysis.

This Application Note outlines GITT, a key technique for studying Li-ion battery kinetics, OCV, and diffusion, using INTELLO for streamlined control and analysis.

This Application Note presents DPV as a sensitive, selective method for detecting heavy metals in water, detailing setup, parameters, and advantages over other techniques.

This Application Note demonstrates square wave voltammetry for sensitive, reproducible quantification of paracetamol using a screen-printed electrode and INTELLO.

This application explains ohmic iR drop in electrochemical cells, its causes, and strategies to minimize its impact for accurate and reliable potential measurements.

This application shows how EIS, combined with INTELLO and NOVA, tracks changes in internal battery resistance across SOC levels to study performance and aging mechanisms.

This application introduces two tools (current interrupt and positive feedback) that measure and compensate for up to 90% of the ohmic iR drop, a common error in electrochemistry.

Polarization resistance (Rp) can quantify the corrosion resistance of metals as an alternative to Tafel analysis. Its methodology and practical use as described in ASTM G59 are discussed.

This Application Note details ASTM G61-compliant corrosion measurements performed with VIONIC powered by INTELLO using Metrohm’s ASTM-compliant corrosion cells.

This Application Note evaluates corrosion in Type 430 stainless steel according to ASTM G5 with VIONIC powered by INTELLO and an ASTM-compliant corrosion cell setup.

This Application Note explains manual and automated iR drop correction with electrochemical impedance spectroscopy and cautions against using less accurate methods.

This Application Note discusses differential capacity analysis (DCA) and its impact on enhancing battery performance, with a focus on using the INTELLO platform.

This Application Note explains how researchers can determine the underlying chemistry and potential failure mechanisms from cycle testing batteries with INTELLO.

Ce livre blanc présente les principes fondamentaux de la réaction de réduction de l'azote. Il examine ensuite les obstacles techniques qui entravent l'industrialisation de la production d'ammoniac vert, leur impact sur le rendement final et la sélectivité, ainsi que les stratégies potentielles ou les lacunes de la recherche pour surmonter ces problèmes.

This Application Note compares SPELEC RAMAN and a standard Raman instrument by analyzing their performance in measuring single-walled carbon nanotubes (SWCNT).

Alamar Blue is monitored with fluorescence spectroelectrochemistry during its irreversible reduction to resorufin and further reversible reduction to dihydroresorufin.

Explore how to construct simple and complex equivalent circuit models for fitting EIS data in this Application Note. Nyquist plots are shown for each example.

This Application Note presents the Mott-Schottky measurement, an extension of electrochemical impedance spectroscopy (EIS), on a popular semiconducting material.

Tafel analysis is an important electrochemical technique used to understand reaction kinetics. By studying the Tafel slope, it reveals the rate-determining steps in electrode reactions, aiding fields like corrosion and fuel cell research. This method helps industries optimize processes and improve device performance by tailoring materials and conditions for greater efficiency.

Low sensitivity has limited the use of Raman spectroscopy as a detection method. However, the surface-enhanced Raman scattering (SERS) effect has improved its effectivity for analytical use. Aldehyde dehydrogenase (ALDH) and cytochrome c are analyzed by Raman spectroelectrochemistry as a proof of concept in this Application Note.

Electrochemical Raman (EC-Raman) spectroscopy enhances comprehension of energy storage devices by tracking physicochemical changes. This note details EC-Raman findings during nickel-metal hydride (NiMH) battery charge and discharge simulations.

Cette Application Note explique le dispositif permettant d'effectuer une SIE et présente les différents types de connexions dans la cellule électrochimique et les paramétrages des appareils.

Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) is one of the most promising ICPs due to its high conductivity, electrochemical stability, catalytic properties, high insolubility in almost all common solvents and interesting electrochromic properties (transparent in the doped state and colored in the neutral state). In this Application Note, PEDOT film is evaluated by spectroelectrochemical techniques.

Fentanyl, a powerful synthetic opioid, is illegally distributed worldwide. Overdosing can be fatal, causing symptoms like stupor, pupil changes, cyanosis, and respiratory failure. Just 2 mg of fentanyl can be lethal, depending on factors like body size and past usage. Given its severe impact, identifying and detecting fentanyl is crucial, as it has become a major public health crisis. Combining electrochemical surface-enhanced Raman spectroscopy (EC-SERS) with screen-printed electrodes (SPEs) offers a fast, effective, and precise method for detecting fentanyl.

La spectroscopie d'impédance électrochimique (SIE) est une technique efficace de caractérisation des systèmes électrochimiques. Au cours des dernières années, la SIE a trouvé de nombreuses applications dans le domaine de la caractérisation des matériaux. Elle est couramment utilisée pour caractériser des revêtements, des batteries, des piles à combustible et des phénomènes de corrosion. Cette Application Note expose les principes d'une mesure SIE.

The Devanathan-Stachurski cell (or «H cell») is successfully used to evaluate the permeation of hydrogen through sheets or membranes. As small amounts of hydrogen pass through the sheet or membrane, a very sensitive potentiostat is required for its detection. A study of the hydrogen permeation properties of different iron sheets is discussed in this Application Note while taking the instrumental requirements into account.

The development of a novel reflection cell for conventional electrodes facilitates the performance of spectroelectrochemical measurements. This device allows researchers to work in aqueous solutions as well as in organic media due to its chemical resistance.

Livre blanc sur la spectroscopie Raman et l'électrochimie et leur combinaison (Raman électrochimique).

Cette note d'application met en évidence l'utilisation des solutions Metrohm Hyphenated EC-Raman pour surveiller l'oxydation réversible du ferrocyanure sur une électrode en or. Les variations de l'intensité des bandes en fonction du potentiel peuvent être utilisées pour suivre les changements relatifs du profil de concentration du ferrocyanure et du ferricyanure à la surface de l'électrode pendant la voltampérométrie cyclique (CV).

Dans cette note d'application, les expériences de perméation à l'hydrogène sont menées selon la procédure décrite dans la norme ASTM G148.

Ce livre blanc présente les mesures possibles avec VIONIC powered by INTELLO et les applications qui peuvent bénéficier de cette fonctionnalité unique. La combinaison du logiciel et de l'électronique de nouvelle génération fournit des données en temps réel sans lacunes ni réactions manquées.

Ce livre blanc présente les principes de la voltampérométrie cyclique (CV) et les différentes façons de l'utiliser pour l'étude des catalyseurs. Une étude de cas et un glossaire utile sont fournis pour vous aider à mieux comprendre.

In battery research, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) is a necessary tool to investigate the processes occurring at the electrodes. With a common three-electrode battery, EIS can be performed sequentially first at one electrode and then at the other electrode.

In this Application Note, the electrochemical properties of electrodes with a micrometer-size surface area are compared with the electrochemical properties of electrodes with millimeter-size surface area. The comparison is made through cyclic voltammetry in a Fe3+/Fe2+ (ferro/ferri) solution, and the differences in the voltammograms are explained with the different diffusion profiles at the electrode-electrolyte interface.

In-situ spectroelectrochemistry provides dynamic electrochemical and spectroscopic information concurrently with the redox reaction occurring on the electrode surface. Although different spectroelectrochemical configurations can be used, simple equations explain how to relate electrochemistry and spectroscopy for each experimental setup. This Application Note describes how the quantification of one electrochemical parameter (the diffusion coefficient) is calculated from the spectroscopic data as a proof of this concept.

Spectroelectrochemistry is a multi-response technique that provides electrochemical and spectroscopic information about a chemical system in a single experiment, i.e., it offers information from two different points of view. Raman spectroelectrochemistry could be considered as one of the best techniques for both the characterization and behavioral understanding of carbon nanotube films, as it has traditionally been used to obtain information about their oxidation-reduction processes as well as the vibrational structure. This application note describes how the SPELEC RAMAN is used to characterize single-walled carbon nanotubes by studying their electrochemical doping in aqueous solution as well as to evaluate their defect density.

Spectroelectrochemistry is a multi-response technique that provides both electrochemical and spectroscopic information about a chemical system in a single experiment, i.e., it offers information from two different points of view. Spectroelectrochemistry focused on the UV/VIS region is one of the most important combinations because this allows us to obtain not only valuable qualitative information, but also outstanding quantitative results. In this application note, the degradation kinetics for 4-nitrophenol, a known pollutant, were determined using SPELEC.

In this Application Note the use of Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) for the characterisation of PEM fuel will be demonstrated. It will be shown that EIS is a powerful diagnostic tool for the determination of the following factors that can influence the performance of a PEM fuel cell.

Many different configurations are made possible when using two-, three-, or four-electrode cell setups in research. Depending on the experimental requirements, one setup may be preferred over another. Therefore, the proper electrode arrangements for these three situations are defined in this Application Note. As an example, the potential at the counter electrode is measured during the platinum oxidation in acidic media, with the second sense (S2) of VIONIC powered by INTELLO. Since dissolved Pt in solution could bias the results, it is important to be able to monitor the potential of the counter electrode.

Capacitors are electronic components necessary for the success of the electronics industry. They have also become essential components of both electric and hybrid vehicles. Electrochemical tests, such as potentiostatic cyclic voltammetry, are used to check the performance of capacitors. VIONIC powered by INTELLO can perform both staircase and linear cyclic voltammetries (CV). This Application Note gives a comparison between the linear and the staircase potentiostatic cyclic voltammetries and highlights the necessity of using the linear CV to best study the performance of capacitors.

The study of the electrochemical behavior of platinum in acidic media is of crucial importance in fundamental electrochemistry and electrocatalysis. Most electrocatalytic processes occurring at Pt electrodes are highly sensitive to the structure of the platinum surface. Cyclic voltammetry (CV) is a widely used rapid measurement technique that provides both a qualitative and quantitative fingerprint of platinum surfaces. A comparison of results given by linear and staircase CVs is presented in this Application Note.

The oxygen reduction reaction (ORR) is important to the functional readiness of a fuel cell. Rotating ring disk electrode (RRDE) experiments allow the reaction to be studied in hydrodynamic conditions to determine kinetic properties via the Levich and Koutecký-Levich equations. Mechanistic information is simultaneously obtained from the reaction of intermediates at the secondary (ring) electrode. This application note describes how the RRDE from Metrohm Autolab can be used to study the ORR.

To improve the performance of electrochemical energy storage devices like batteries and supercapacitors, one can focus on enhancing the ion conductivity (ƠDC) of the electrolyte. It is a common method for obtaining ƠDC values of different electrolyte systems, to carry out electrochemical impedance spectroscopy (EIS) experiments, at different temperatures, in a 2-electrode setup.

In this application note, the combination between electrochemistry and spectroscopy is shown, with the oxidation of ferrocyanide to ferricyanide monitored with IR spectra taken at defined potential steps. The increase in absorbance at 425 nm corresponding to the formation ferricyanide.

The Autolab Electrochemical Quartz Crystal Microbalance (EQCM) is an optional module for the Autolab PGSTAT which can be used to control a 6 MHz crystal oscillator. This technique can be used to perform electrogravimetric measurements with detection limits in the sub μg range.

The mass transport characteristics of the diffusion controlled oxidation and reduction of the ferri/ferro cyanide couple was studied using the Autolab RDE with a low noise liquid Hg contact.

The rotating cylinder electrode (RCE) is a technique used in corrosion research to simulate in a laboratory environment the turbulent flow which usually occurs when liquids are transported through pipelines. The RCE is used to generate a turbulent flow at the surface of a sample, simulating the pipe flow conditions. Experiments that involve an RCE are regulated by the ASTM G185 standard. In this application note, The RCE with a 1018 carbon steel cylinder sample was used with the linear polarization (LP) measurement technique.

The DuoCoin Cell Holder is introduced. EIS measurements on a commercial coin cell battery are performed. Differences in impedance between the four-terminal configuration and two-terminal configuration is highlighted, putting in evidence the importance of having a direct four-terminal configuration, when low-impedance DUTs are investigated.

The main components of a battery are the positive and negative electrodes, together with the electrolyte, which provides only the ionic conductivity. The most common electrolytes are in the liquid state. Therefore, a separator is needed to provide a physical separation between the electrodes. The separator is soaked with electrolyte. The MacMullin number is a parameter used to determine the quality of a separator, in terms of ionic conductivity, when soaked with an electrolyte. The MacMullin number can be calculated, using the results of data fitting of two EIS experiments and the geometric factors of the measurement cells. In this application note, a commercial electrolyte is employed, together with a porous filter, used as a separator.

Ces dernières années, les transistors à effet de champ (FET) ont été de plus en plus utilisés comme plate-forme de détection pour une multitude d'applications électrochimiques et biologiques. Ces dispositifs sont des transducteurs bioélectroniques prometteurs qui permettent à la fois un fonctionnement à faible potentiel et des mesures potentiométriques stables. Dans la communauté scientifique, les FET sont désormais considérés comme une alternative intéressante aux systèmes de détection électrochimique conventionnels. Cette note d'application donne des indications approfondies sur le fonctionnement des bipotentiostats Metrohm DropSens pour la caractérisation des FET et leur utilisation en tant que transducteurs. Un seul appareil μStat-i 400, un bipotentiostat et galvanostat petit et portable, est utilisé pour démontrer les expériences.

Dans cette note d'application, l'instrument Metrohm DropSens SPELEC est utilisé avec le KIT FLUORESCENCE pour la surveillance résolue en temps des réactions électrochimiques dans un régime de diffusion semi-infini en réalisant une spectroélectrochimie de fluorescence du couple redox [Ru(bpy)3]2+/3+.

L'électrochimie, la spectroscopie et la spectroélectrochimie (SEC) sont des techniques largement utilisées dans de nombreux domaines. Cependant, les courbes de données obtenues à partir de ces analyses sont très variées, et tous les pics électrochimiques et toutes les bandes spectroscopiques ne peuvent pas être mesurés avec les mêmes procédures. Cette note d'application examine quatre outils inclus dans les logiciels DropView 8400 et DropView SPELEC pour faciliter la mesure et l'analyse des courbes et des données collectées. Les options de mesure suivantes sont expliquées en détail : mesure automatique, mesure sur la courbe, mesure libre et mesure par palier.

Dans cette Application Note, des signaux de potentiel analogiques et numériques en forme de marches d'escalier sont appliqués à une électrode de travail en platine dans une solution acide. Les différences entre les courants mesurés sont mises en relief et comparées à une expérience similaire dans laquelle le courant est calculé à partir de la charge mesurée.

Cette Application Note décrit comment les mesures SDM (ou Stepwise Dissolution Measurement en anglais) montrent la dissolution progressive des échantillons en aluminium revêtu. Il s'agit ici de mieux comprendre les processus de corrosion. En association avec le logiciel NOVA et la cellule de corrosion 1 L, l'Autolab PGSTAT204 constitue un excellent choix pour exécuter des mesures de corrosion SDM, ou autres, rapides et précises.

La spectroscopie d'impédance électrochimique, SIE en abrégé, s'est révélée être très efficace pour les mesures de la résistance de polarisation par rapport aux systèmes de corrosion et la détermination des mécanismes de corrosion.

Dans cette Application Note, nous montrons comment déterminer l'indice de transfert lithium-ion d'un électrolyte binaire liquide commercial pour batterie lithium-ion, sur la base d'une méthode de spectroscopie d'impédance électrochimique à très basse fréquence (SIE-TBF).

Le 800 Dosino de Metrohm est le véritable cheval de labeur de tout dispositif de manipulation des liquides automatisé. Cet appareil peut être utilisé de manière pratique avec le logiciel NOVA et sans aucun problème dans les mesures électrochimiques réalisées avec des systèmes Autolab.

Cette Application Note montre comment récupérer des informations avec les Metrohm Autolab PGSTAT et le Metrohm Autolab Optical Bench sur le mécanisme et la cinétique de la réaction inverse, réaction secondaire qui limite les performances des cellules solaires à pigment photosensible.

La spectroscopie d'impédance électrochimique (SIE) est une puissante technique capable de fournir des informations sur les processus se produisant sur l'interface électrode-électrolyte. Les données collectées par SIE sont modélisées avec un circuit électrique équivalent approprié. La procédure d’ajustement modifie les valeurs des paramètres jusqu’à ce que la fonction mathématique corresponde aux données expérimentales avec une certaines marge d’erreur. Cette Application Note donne quelques suggestions afin d'obtenir des paramètres initiaux acceptables et d'effectuer un ajustement précis.

La conductivité protonique des membranes faites d'un matériau conducteur de protons est une grandeur qu'il est essentiel de déterminer. Cette Application Note présente, à titre d'exemple, les résultats d'une étude de la σDC(T) déterminée par spectroscopie d'impédance pour un nouveau conducteur protonique solide à l'état sec.

La permittivité relative εr, également appelée constante diélectrique, est d'une grande importance pour la caractérisation des matériaux. Elle peut être définie comme le rapport entre la quantité d'énergie électrique stockée dans un matériau et la quantité d'énergie électrique stockée dans le vide. L'un des moyens les plus simples de connaître la permittivité relative est de la calculer à partir des valeurs de capacité. Cette Application Note compare cinq techniques permettant d'extraire les valeurs de capacité.

Les supercondensateurs (encore connus sous les noms d'ultracondensateurs, de condensateurs électrochimiques ou condensateurs à double couche) sont des appareils électrochimiques qui permettent de stocker des charges et de les libérer ainsi que de mettre à disposition de hautes densités de puissance sur de brèves périodes de temps. Leur aptitude à stocker l'énergie électrique avec efficacité et à la libérer rapidement en font le meilleur choix pour des applications où le stockage sur de brèves périodes et des pointes de puissance jouent un rôle critique.

Dans cette Application Note, une combinaison de PGSTAT et charge électronique est utilisée pour effectuer une spectroscopie d'impédance électrochimique sur une pile à combustible fonctionnant à courant élevé.

Les cellules TSC SW Closed et TSC Battery sont des systèmes compacts conçus pour mesurer des matériaux sensibles à l'air ou à l'humidité, comme ceux utilisés dans les piles. Ce document explique deux séquences d'essai. La première séquence fait appel à la voltampérométrie cyclique potentiostatique (CV) alors que la seconde opère par spectroscopie d'impédance électrochimique (SIE).

L'électrode à cylindre tournant (RCE) est utilisée pour générer un écoulement turbulent à la surface d'un échantillon, simulant des conditions réalistes d'écoulement à l'intérieur de conduits. Dans cette Application Note, le taux de corrosion est mesuré et comparé dans des conditions d'écoulement turbulent et sans sans turbulence, toutes les autres conditions expérimentales restant inchangées. La technique de polarisation linéaire (PL) a été employée avec la RCE (avec et sans rotation).

La corrosion des métaux est un problème majeur qui non seulement affecte de nombreux secteurs industriels, mais aussi la vie privée, entraînant des coûts énormes. Dans cette Application Note, les résultats obtenus lors des études sur la corrosion électrochimique de différents métaux sont comparés aux données de la littérature scientifique.

Cette Application Note repose sur la norme ASTM G150, établie dans le but de tester la résistance à la formation de piqûres à température élevée de l'acier inoxydable et d'autresalliages liés à l'acier inoxydable. Ceci est obtenu en déterminant la température critique de piqûration (CPT) indépendante de la tension, définie comme la température la plus basse à laquelle l'évolution des piqûres s'amorce. L'expérience CPT consiste à appliquer une tension à l'échantillon tandis que la température de la cellule est augmentée, et à enregistrer l'intensité.

Les méthodes électrochimiques offrent une alternative aux méthodes traditionnellement utilisées pour déterminer la vitesse de corrosion. Par exemple, la vitesse de corrosion, c'est à dire la vitesse à laquelle un spécimen se corrode, peut être calculée à l'aide de mesures électrochimiques simples telles que la voltampérométrie à balayage linéaire (LSV - Linear Sweep Voltammetry).

Cette Application Note présente les détails et un aperçu des principales conclusions de l'expérience SIE et CV pour étudier la structure d'un modèle d'interface solide-électrolyte se formant sur une électrode de carbone vitreux plane en contact avec un électrolyte de batterie organique typique.

Une batterie au nickel-métal-hydrure (NiMH) est une pile rechargeable comme la pile nickel-cadmium (NiCd) où toutefois l'anode n'est pas recouverte de cadmium mais d'un alliage absorbant l'hydrogène. Le nickel constitue la cathode comme pour les piles NiCd. La sortie de tension de tels blocs est directement proportionnelle au nombre de cellules individuelles du bloc. Dans certains cas, la tension totale peut dépasser les 10 V maximum, ce que les Autolab potentiostats/galvanostats peuvent mesurer. Pour appliquer des tensions supérieures à 10 V et les mesurer, nous avons étudié un multiplicateur de tension qui élargit la gamme de tension de l'Autolab.

Cette Application Note décrit la méthode pour déterminer la valeur de sensibilité du calibrage des DEL à lumière blanche du Metrohm Autolab Optical Bench.

Les techniques DC ne fournissent aucune information sur la dynamique interne d'une installation PV. Des informations supplémentaires peuvent pour cette raison être tirées de mesures dépendant du temps et de la fréquence. La spectroscopie d'impédance électrochimique offre de nos jours la possibilité particulière d'analyser le comportement d'un composant ou d'une installation avec différentes intensités de lumière dans la gamme de fréquences sous conditions d'exploitation.

Le fonctionnement d'un bloc à pile à combustible est normalement jugé par la détermination de la polarisation et par les courbes de densité de la puissance de la cellule. Ces courbes servent à caractériser rapidement la puissance du bloc et à évaluer ses conditions de fonctionnement optimales (température, humidité, électrocatalyseur, membrane d'échange d'ions).

De nombreux types de piles à combustible différents ont été développés pour faire face aux nombreux problèmes techniques de cette technique. Cette Application Note présente de manière détaillée la membrane d'échange de proton, les piles à combustible à méthanol direct et à oxydes solides.

L'Application Note AN-EIS-004 sur les modèles de circuits équivalents a donné un aperçu des différents éléments de circuits utilisés pour créer un modèle de circuit équivalent. Après avoir identifié un modèle adapté au système à analyser, l'étape suivante de l'analyse des données consiste à évaluer les paramètres du modèle. Ceci est réalisé par régression non linéaire du modèle jusqu'à obtenir les données. La plupart des systèmes d'impédance sont dotés d'un programme d'ajustement aux données. Cette Application Note présente la façon d'ajuster les données à l'aide de NOVA.

La voltampérométrie avec convolution consiste essentiellement en une expérience voltampérométrique, chronoampérométrique ou chronocoulométrique, suivie d'une transformation mathématique : la convolution. La méthode de convolution permet d'éliminer l’effet de la diminution du gradient de concentration de la réponse totale de l’électrode. Cette Application Note explique comment la convolution fonctionne dans NOVA.

Cette Application Note fournit un aperçu général du principe de fonctionnement d'un potentiostat/galvanostat. Selon l'application, les connexions de l'appareil à la cellule électrochimique peuvent (ou doivent) être réalisées de différentes manières. Les trois structures les plus fréquentes de cellules électrochimiques sont présentées ci-après avec le rôle des électrodes employées lors de mesures électrochimiques.

Ce document décrit une séquence très simple que l'on peut utiliser pour produire de petits dépôts de platine sur unsubstrat en or. Cette séquence simple repose sur un processus électrochimique connu sous le nom de dépôt par déplacement (displacement deposition) au cours duquel le dépôt d'un métal précieux est obtenu par l'oxydation d'une couche additionnelle de métal précurseur déposée sur le substrat au potentiel de circuit ouvert (open circuit potential, OCP).

Une électrode de référence possède un potentiel électrochimique exactement défini et stable (à température constante) auquel sont comparés les potentiels appliqués ou mesurés dans une cellule électrochimique. Une bonne électrode de référence est donc stable et non polarisable. En d'autres termes, le potentiel d'une telle électrode est maintenu stable dans l'environnement utilisé, ainsi qu'au passage d'un courant faible. Cette Application Note répertorie les électrodes de référence les plus utilisées, ainsi que leurs domaines d'utilisation.

La norme internationale ISO 17463 décrit la détermination des propriétés anticorrosives des revêtements protecteurs organiques à haute impédance sur les métaux. Cette technique met en œuvre des cycles composés de mesures de spectroscopie d'impédance électrochimique (SIE), de polarisations cathodiques et de relaxation de potentiel. Cette Application Note montre la conformité du PGSTAT M204 de Metrohm Autolab et de la cellule plate à la norme ISO 17463.

La norme ASTM G100 décrit une méthode électrochimique pour tester la corrosion localisée de l'aluminium 3003-H14 et d'autres alliages. Une polarisation galvanostatique cyclique en escalier (galvanostaircase en angl.) se compose d'un balayage ascendant et d'un balayage descendant. Les valeurs de potentiel obtenues à la fin de chaque étape sont collectées et ajustées linéairement, et les valeurs de potentiel à courant nul sont trouvées.

Dans cette note d'application, l'EIS est appliquée à trois échantillons d'aluminium revêtu avant et après la mesure de la dissolution progressive (stepwise dissolution measurement, SDM). Cette technique a été analysée dans l'Application Note AN-COR-08.

Un inhibiteur de corrosion est une substance qui réduit la vitesse de corrosion d'un métal. Un inhibiteur de corrosion est généralement ajouté en faible concentration au milieu corrosif. Cette Application Note explique comment utiliser les appareils Metrohm Autolab pour contrôler la qualité des inhibiteurs.

La corrosion désigne un processus qui entraîne la détérioration ou la dégradation du métal. L'exemple de corrosion le plus courant est la formation de rouille sur l'acier. La plupart des phénomènes de corrosion sont de nature électrochimique et consistent en au moins deux réactions sur la surface du métal corrodé.

Dans cette Application Note, nous montrons comment déterminer la tortuosité à travers le plan τ d'un matériau de cathode commercial pour batterie lithium-ion, connaissant sa porosité et l'épaisseur de revêtement, sur la base d'une méthode de spectroscopie d'impédance électrochimique (SIE).

Dans cette Application Note, nous montrons comment déterminer le coefficient de diffusion binaire d'un électrolyte binaire liquide commercial pour batterie lithium-ion, basé sur une méthode de polarisation par impulsions galvanostatiques.

Les cellules de batterie TSC SW closed et TSC sont des systèmes compacts conçus pour mesurer des matériaux sensibles à l'air ou à l'humidité, comme ceux utilisés dans les piles rechargeables. Ces cellules offrent un environnement contrôlé pour la mesure à température contrôlée de matériaux solides et de type gel en contact avec des électrodes de métal à géométrie plane. Ces cellules permettent par exemple de tester les matériaux actifs de la pile, les électrolytes à l'état solide à conduction ionique et les séparateurs de pile. Dans cette expérience, des résistances standard de 100 Ω sont utilisées dans les deux cellules pour comprendre les effets possibles des cellules sur les mesures.

Pendant la charge et la décharge d'une pile Li-ions, les ions lithium circulent d'une électrode à l'autre par l'intermédiaire de l'électrolyte. Il est à ce sujet très important de connaître les coefficients de diffusion chimique du matériau des électrodes. La technique de titrage potentiostatique intermittent (PITT) est l'un des procédés les plus fréquemment employés pour obtenir des indications sur les coefficients de diffusion du matériau de l'électrode active.

Les piles lithium-ions (Li-Ion) sont d'importants accumulateurs d'énergie sur le marché. Une pile lithium-ions typique se compose généralement d'une ou de plusieurs cellules. La charge et la décharge galvanostatique pendant divers cycles sont caractéristiques des cellules et piles Li-ions.

Le 858 Professional Sample Processor de Metrohm est un système robotique destiné à la manipulation des liquides (Liquid Handling), capable de traiter automatiquement un grand nombre d'échantillons. Cet appareil constitue une plateforme commandée directement par le logiciel NOVA, qui réalise conjointement avec les potentiostats/galvanostats Autolab des mesures électrochimiques automatisées à grand débit.

Le traitement automatique des échantillons et leur analyse apportent de grands avantages aux mesures de routine pour un grand nombre d'échantillons. Metrohm propose une large gamme d'appareils performants pour la manipulation des liquides (Liquid Handling), qui sont associés à la gamme Autolab et pilotés directement par le logiciel NOVA.

Ce document présente une méthode pour calibrer la lumière des LED du Metrohm Autolab Optical Bench. Cette méthode peut s'appliquer aux LED à longueur d'onde unique. Le calibrage est effectué afin de relier l'intensité lumineuse de la LED au courant du driver de LED. De cette manière, il est possible de corriger les valeurs d'intensité lumineuse en cas de modification de la distance entre la cellule solaire à tester et la LED. Le calibrage permet à l'utilisateur de procéder en outre à des mesures sur des cellules solaires en spécifiant les valeurs d'intensité lumineuse au lieu de celles du courant du driver de LED.

Les cellules solaires à pigments photosensibles (en anglais, dye-sensitized solar cells ou DSC) font actuellement l’objet de recherches approfondies dans le cadre des énergies renouvelables en tant que système photovoltaïque (PV) à faible coût. Pour caractériser les équipements photovoltaïques, il est possible d'utiliser deux autres méthodes ayant recours à la gamme de fréquences et basées sur la modulation de l'intensité lumineuse. Ces deux méthodes sont, d'une part, la spectroscopie de la phototension par modulation de l'intensité lumineuse (IMVS, intensity-modulated photovoltage spectroscopy), laquelle mesure la fonction de transmission entre l'intensité de la lumière modulée et la tension en CA générée, et d'autre part, la spectroscopie du photocourant par modulation de l'intensité lumineuse (IMPS, intensity-modulated photocurrent spectroscopy) qui, elle, mesure la fonction de transmission entre l'intensité de la lumière modulée et le courant en CA généré.Cette Application Note décrit l'utilisation du PGSTAT302N de Metrohm Autolab équipé d'un module FRA32M en association avec le kit Autolab Optical Bench pour la caractérisation des équipements photovoltaïques par IMVS et IMPS.

Une cellule solaire ou photovoltaïque convertit l’énergie lumineuse en énergie électrique. Les cellules solaires à pigment photosensible (en anglais, dye-sensitized solar cells ou DSC) font actuellement l’objet de recherches approfondies dans le contexte des énergies renouvelables en tant que système photovoltaïque (PV) à faible coût. Pour générer de l'électricité, un système photovoltaïque ne produit aucune émission, est modulaire et peut produire de l'énergie partout où le soleil brille. La technique de caractérisation standard d'un système PV consiste à déterminer les courbes courant-tension en courant continu sous l'incidence de différentes intensités lumineuses.

Les mesures d'impédance dans le cas de piles à combustible sous charge permettent d'analyser l'influence des différentes piles à combustible en termes de comportement et de vieillissement (si détectable) de la pile à combustible. Afin de réaliser des mesures à densité de courant élevée, les systèmes Autolab peuvent être raccordés à la charge électronique d'un système tiers. La plage mesurable de l'appareil est ainsi agrandie de plusieurs puissances de dix du courant.

Une pile à combustible est un appareil de transformation électrochimique de l'énergie, qui génère de l'électricité et de la chaleur en combinant un combustible (généralement de l'hydrogène) à un oxydant (l'oxygène dans les cas typiques). L'efficacité plus élevée résulte, en comparaison avec des technologies reposant sur les combustibles fossiles et présentant la même puissance, d'émissions de dioxyde de carbone plus faibles et de quantités négligeables en SOx et NOx (en utilisant un combustible reformé).

Cette Application Note décrit l'avantage d'un enregistrement des données brutes de la période de temps pour chaque fréquence individuelle durant une mesure d'impédance électrochimique.

Les paramètres cinétiques et de transfert de masse de la réaction d'électro-oxydation de TEMPO ont été mesurés à l'aide de la cellule de mesure TSC Surface pour le système Autolab Microcell HC. La cellule permet l'étude à température contrôlée des processus électrochimiques dans les électrolytes liquides dans une configuration à trois électrodes.

Pour calculer la conductivité d'un électrolyte, la constante de cellule de la cellule doit être connue. La combinaison d'un Autolab PGSTAT204 de Metrohm équipé du module FRA32M avec le système Autolab Microcell HC a été utilisée pour déterminer les constantes de la cellule de conductivité de la cellule électrochimique TSC1600 à température contrôlée.

La façon dont les dispositifs à faible impédance, comme les piles à combustible et les piles et batteries, sont connectés à une charge influence leurs performances. Ce document présente une comparaison des résultats de la spectroscopie d’impédance électrochimique (SIE) appliquée à une batterie Li-ion du commerce. Différentes mesures SIE ont été effectuées en modifiant la façon de connecter la batterie au potentiostat.

Dans cette Application Note, la spectroscopie d’impédance électrochimique (SIE) est appliquée pour tester une batterie du commerce connectée selon deux manières différentes. Pour la première mesure SIE, la batterie est connectée selon une configuration de mesure à deux bornes. Pour la seconde mesure SIE, la batterie est connectée selon une configuration de mesure à quatre bornes (détection Kelvin). La différence entre les manières de connecter les conducteurs fournit différentes valeurs d'impédance mesurées pour la batterie.

Le cuivre est probablement l'un des métaux les plus importants sur le plan technologique, notamment dans l'industrie des semi-conducteurs. Le processus de déposition mis en œuvre dans l'industrie est connu sous le nom de procédé « double damascène » et comporte une électrodéposition du cuivre depuis un composé de cuivre acide en présence d'additifs.Cette Application Note décrit comment l'électrode tournante à disque et à anneau (Rotating Ring Disc Electrode) d'Autolab peut servir à l'analyse de l'électrodéposition du cuivre et à la détection du produit intermédiaire Cu+.

Les mesures électrochimiques avec électrode à cylindre tournant (RCE) sont largement employées dans les applications industrielles sur la corrosion lorsque la simulation réaliste des conditions d'écoulement dans des conduits est nécessaire en laboratoire. Ce livre blanc permet de mieux comprendre les particularités et les paramètres qui régissent les mesures électrochimiques, en particulier les mesures effectuées dans des conditions d'écoulement turbulent, et donne un tableau exhaustif des meilleures pratiques d'application de cette technique. Les annexes fournissent un aperçu et une brève explication des paramètres et des lois spécifiques au comportement des fluides dans les cellules électrochimiques avec RCE.

Cet ouvrage présente des mesures de spectres électrochimiques Raman à résolution temporelle. L'instrument utilisé combine dans un boîtier, de manière entièrement intégrée, une source laser de longueur d'onde 785 nm, un spectromètre Raman haute résolution et un bipotentiostat/galvanostat. Les essais sont contrôlés par un logiciel de traitement des spectres électrochimiques qui permet une acquisition des données en temps réel et un traitement utile des données.

Ce livre blanc de Metrohm montre le rôle important joué par l'électrochimie dans les sciences environnementales. Les applications concernent la recherche fondamentale sur les piles à combustible qui génèrent de l'énergie à partir des eaux usées, l'électro-assainissement de charges contaminées ainsi que la réduction électrochimique du CO2 à partir de gaz de serre en vue de l'isolation des substances chimiques.

Comme les grandes épidémies virales mondiales deviennent la règle plutôt que des cas particuliers générationnels, il est impératif que des tests rapides, sensibles et économiques soient disponibles pour le dépistage de masse. Les électrodes à film épais (SPE) permettent de tester rapidement et à grande échelle les populations en vue du dépistage des maladies infectieuses sans nécessiter de personnel qualifié ou d'équipement lourd sur le terrain. Plusieurs études récentes ont démontré la possibilité de tests au point d'intervention (POC) avec des SPE.L'électrode DropSens de Metrohm réunit des capacités de production élevées de SPE sur mesure et une certification ISO 13485 valide « Fabrication de capteurs pour dispositifs médicaux », les séquences de test développées sur ces SPE peuvent donc à ce titre être transposées de manière fiable à des opérations à plus grande échelle, avec obtention plus facile de l'approbation réglementaire de mise en marché.

La commercialisation des batteries Li-ion en 1991 a été le couronnement de travaux approfondis en recherche et développement menés par des scientifiques et des ingénieurs du monde entier au cours des décennies précédentes. Le développement des batteries Li-ion et des autres piles rechargeables alternatives s'est poursuivi jusqu'à aujourd'hui. Alors que le monde s'oriente rapidement vers une nouvelle ère définie par les technologies vertes, des initiatives en R&D plus pratiques et plus pertinentes s'imposent pour faire face à la hausse de la demande en systèmes de stockage de l'énergie, notamment de la part de l'industrie automobile. Ce livre blanc présente les principes fondamentaux de la technologie de la batterie Li-ion et guide le lecteur à travers les techniques et terminologies se rapportant à la recherche sur la batterie Li-ion.

La spectroscopie proche infrarouge NIR est traditionnellement limitée du fait de l'absorption d'eau dans cette gamme spectrale. C'est ainsi que la bien connue restriction due à l'eau a limité le développement de nouvelles applications pour la spectroélectrochimie NIR. Cette étude propose différentes alternatives intéressantes pour réduire ou même éliminer la contribution aqueuse dans cette gamme spectrale.

La corrosion désigne un processus qui entraîne la détérioration ou la dégradation du métal. L’exemple de corrosion le plus courant est la dégradation des métaux ou des alliages. La plupart des phénomènes de corrosion sont de nature électrochimique et consistent en au moins deux réactions à la surface du métal corrodé. L’une de ces réactions est l’oxydation (par exemple, la dissolution du fer), également connue sous le nom de réaction partielle anodique. L'autre est une réaction de réduction (par exemple, réduction de l'oxygène), appelée réaction partielle cathodique. Les produits des réactions électrochimiques peuvent réagir chimiquement entre eux pour former le produit final (la rouille par exemple).

La conservation des denrées alimentaires et des boissons dépend entre autres de l'emballage utilisé. Les métaux constituent un emballage idéal, étant donné qu'il est possible de les revêtir de diverses couches de passivation de qualité alimentaire. Des mesures électrochimiques comme la spectroscopie d'impédance électrochimique (SIE) permettent de contrôler l'intégrité des revêtements.