Applicazioni

EC-SERS enhances Raman sensitivity using electrochemically activated gold SPEs, enabling rapid, simplified pesticide detection without complex prep or instrumentation.

L'elaborazione e l'analisi automatica del campione porta grandi vantaggi nelle misurazioni di routine in una varietà di campioni. Metrohm fornisce una vasta gamma di dispositivi LQH ad alte prestazioni, che vengono combinati con il settore Autolab e controllati direttamente dal software NOVA.

L'800 Dosino di Metrohm è l'"animale da lavoro" di ogni configurazione automatizzata di LQH. Questo strumento può essere convenientemente utilizzato in combinazione con il software NOVA e si integra facilmente nelle misure elettrochimiche effettuate con i sistemi Autolab.

L'858 Professional Sample Processor di Metrohm è un sistema robotizzato per LQH in grado di gestire automaticamente un elevato numero di campioni. Questo strumento fornisce una piattaforma controllata direttamente dal software NOVA ed esegue insieme ai potenziostati/galvanostati Autolab misure elettrochimiche automatizzate ad alto rendimento.

Una batteria al nichel-metallo idruro (NiMH) è una batteria ricaricabile simile a una batteria al nichel-cadmio (NiCd), ma non con cadmio come anodo, ma con una lega che assorbe idrogeno. Il nichel è, come nelle batterie NiCd, il catodo. La tensione di uscita di tali pacchetti è direttamente proporzionale al numero di cellule individuali nel pacchetto. In alcuni casi, la tensione totale supera il massimo di 10 V, cosa che può essere misurata dai potenziostati/galvanostati Autolab. Al fine di creare e misurare tensioni superiori a 10 V abbiamo sviluppato un moltiplicatore di tensione che aumenta il range di tensione di Autolab.

Le batterie agli ioni di litio (Li-Ion) sono i principali accumulatori di energia sul mercato. Una tipica batteria agli ioni di litio di solito è costituita da una o più celle. La caratteristica delle celle e batterie agli ioni di litio sono la carica e scarica galvanostatica durante diversi cicli.

Questa Application Note descrive GITT, una tecnica chiave per studiare la cinetica, l'OCV e la diffusione delle batterie agli ioni di litio, utilizzando INTELLO per un controllo e un'analisi semplificati.

Durante la carica e la scarica di una batteria agli ioni di litio, questi migrano attraverso l'elettrolita da un elettrodo all'altro. È molto importante conoscere il coefficiente di diffusione chimica del materiale dell'elettrodo. La tecnica di titolazione potenziostatica intermittente (PITT) è uno dei metodi più impiegati per capire il coefficiente di diffusione del materiale dell'elettrodo attivo.

I componenti principali di una batteria sono gli elettrodi positivi e negativi, insieme all'elettrolita che fornisce solo la conducibilità ionica. Gli elettroliti più comuni si trovano allo stato liquido. Pertanto, occorre un separatore per garantire una separazione fisica tra gli elettrodi. Il separatore è immerso nell'elettrolita. Il numero di MacMullin è un parametro utilizzato per stabilire la qualità di un separatore, in termini di conducibilità ionica, quando immerso in un elettrolita. Il numero di MacMullin può essere calcolato utilizzando i risultati di due esperimenti EIS e i fattori geometrici delle celle di misura. In questa Application Note viene utilizzato un elettrolita commerciale insieme a un filtro poroso usato come separatore.

Le celle per batteria TSC e TSC SW closed sono sistemi compatti progettati per misurare materiali sensibili all'aria o all'umidità, quali i materiali usati nelle batterie ricaricabili. Queste celle offrono un'ambiente ben controllato per la misurazione a temperatura controllata di materiali solidi o in gel a contatto con elettrodi di metallo nella geometria planare. Con queste celle è possibile testare, ad esempio, materiali attivi delle batterie, elettroliti allo stato solido conduttori ionici e separatori della batteria. In questo esperimento vengono utilizzati resistori standard da 100 Ω in entrambe le celle per comprendere eventuali effetti della cella sulle misure.

Viene presentato il prodotto DuoCoin Cell Holder. Vengono eseguite misure EIS su una batteria a bottone commerciale. Vengono evidenziate le differenze di impedenza tra la configurazione a quattro terminali e la configurazione a due terminali, mettendo in evidenza l'importanza di avere una configurazione diretta a quattro terminali, quando si studiano i DUT a bassa impedenza.

In questa Application Note, si mostra come determinare il coefficiente di diffusione binaria di un elettrolita liquido binario di una batteria agli ioni di litio commerciale mediante il metodo di polarizzazione galvanostatica pulsata.

Questa Application Note presenta i dettagli sperimentali e una panoramica delle più importanti scoperte tratte dall'esperimento EIS e CV per lo studio della struttura dell'interfaccia di un elettrolita solido modello che si forma su un elettrodo GC dalla geometria planare a contatto con un elettrolita organico per batteria tipico.

In questa Application Note, si dimostra come stabilire la tortuosità interplanare τ di un materiale catodico per batterie agli ioni di litio commerciali, con porosità e spessore del rivestimento noti, con il metodo della spettroscopia di impedenza elettrochimica (EIS).

In questa Application Note, si dimostra come stabilire il numero di trasporto degli ioni di litio di un elettrolita liquido binario per batteria agli ioni di litio commerciale, con il metodo della spettroscopia di impedenza elettrochimica a frequenza molto bassa (VLF-EIS).

Nell'ambito della ricerca sulle batterie, la spettroscopia di impedenza elettrochimica (EIS) rappresenta uno strumento necessario per analizzare i processi che si verificano sugli elettrodi. Con una comune batteria a tre elettrodi, l'EIS può essere eseguito in sequenza prima su un elettrodo e poi sull'altro.

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

Questa Application Note discute l'analisi della capacità differenziale (DCA) e il suo impatto sul miglioramento delle prestazioni della batteria, con particolare attenzione all'utilizzo della piattaforma INTELLO.

Questa applicazione mostra come EIS, in combinazione con INTELLO e NOVA, monitora le variazioni della resistenza interna della batteria attraverso i livelli SOC per studiare le prestazioni e i meccanismi di invecchiamento.

Il termine corrosione si riferisce a un processo che implica il deterioramento o la degradabilità del metallo. L'esempio più comune di corrosione è dato dalla formazione di ruggine sull'acciaio. La maggior parte dei fenomeni di corrosione è di natura elettrochimica e consiste in almeno due reazioni che si verificano sulla superficie del materiale corroso.

I metodi elettrochimici rappresentano un'alternativa ai classici metodi utilizzati per stabilire la velocità di corrosione. Ad esempio, è possibile calcolare i tassi di corrosione, vale a dire la velocità con cui si corrode un campione, partendo da semplici misure elettrochimiche, come la voltammetria a scansione lineare (LSV).

La resistenza alla polarizzazione (Rp) può quantificare la resistenza alla corrosione dei metalli come alternativa all'analisi Tafel. Ne vengono discussi la metodologia e l'utilizzo pratico, come descritto nella norma ASTM G59.

In questo la spettroscopia di impedenza elettrochimica, EIS in breve, si è rivelata molto efficace nella misurazione della resistenza di polarizzazione contro i sistemi di corrosione e la determinazione dei meccanismi di corrosione.

Un inibitore di corrosione è una sostanza che riduce la velocità di corrosione di un metallo. Di norma esso viene aggiunto in bassa concentrazione all'ambiente corrosivo. Questa Application Note mostra come gli strumenti Autolab Metrohm possono essere utilizzati per verificare la qualità degli inibitori.

Questa Application Note è basata sulla norma ASTM G150, sviluppata per testare la resistenza dell'acciaio inossidabile e di altreleghe legate all'acciaio inossidabile rispetto alla formazione della vaiolatura a temperatura elevata. Ciò si ottiene determinando la temperatura critica di vaiolatura (CPT) indipendente dalla tensione, ovvero la temperatura minima alla quale si verifica l'evoluzione della vaiolatura. L'esperimento CPT consiste nell'applicare una tensione al campione mentre si aumenta la temperatura della cella e nel registrare la corrente.

Questa Application Note descrive come le misurazioni SDM (Stepwise Dissolution Measurement) mostrino il graduale scioglimento dei campioni di alluminio rivestiti. L'obiettivo è quello di comprendere meglio i processi di corrosione. Insieme al software NOVA e alla cella di corrosione 1-L, l'Autolab PGSTAT204 è una scelta eccellente per eseguire misurazioni SDM e altre misurazioni della corrosione veloci e precise.

Nella presente Application Note, l'EIS è applicata sui tre campioni di alluminio rivestiti prima e dopo la misura della dissoluzione graduale (SDM). Questa tecnica è stata esaminata nella Application Note AN-COR-08.

La corrosione dei metalli è un problema serio che interessa non solo diversi settori industriali, ma anche la vita privata, con la conseguenza di enormi costi. In questa Application Note i risultati ottenuti durante studi sulla corrosione elettrochimica su diversi metalli vengono confrontati con i dati di letteratura.

Lo standard ASTM G100 è un metodo elettrochimico per l'analisi della corrosione localizzata di alluminio 3003-H14 e altre leghe. La polarizzazione a variazione graduale galvanostatica ciclica ("galvanostaircase") è costituita da una scansione verso l'alto e una scansione verso il basso. Vengono rilevati e adattati linearmente i valori di tensione alla fine di ogni cambio di potenziale e vengono trovati i valori di tensione a corrente zero.

Questa nota applicativa valuta la corrosione nell'acciaio inossidabile tipo 430 secondo ASTM G5 con VIONIC basato su INTELLO e una configurazione della cella di corrosione conforme ad ASTM.

L'elettrodo a cilindro rotante (RCE) si usa durante la ricerca di corrosione per simulare in laboratorio il flusso turbolento che di solito si verifica durante il passaggio dei liquidi nei tubi. L'elettrodo RCE serve a generare un flusso turbolento sulla superficie di un campione, simulando le condizioni di flusso nel tubo. Gli esperimenti che implicano l'uso dell'elettrodo RCE sono regolamentati dallo standard ASTM G185. In questa Application Note, è stato utilizzato l'elettrodo RCE con un campione cilindro in acciaio al carbonio 1018 con la tecnica di misura della polarizzazione lineare (LP).

L'elettrodo a cilindro rotante (RCE) si usa con successo in laboratorio per generare un flusso turbolento sulla superficie di un campione, simulando condizioni realistiche di flusso in un tubazione. In questa Application Note, viene misurata la velocità di corrosione e viene effettuato un paragone tra condizioni di flusso turbolento e condizioni di flusso stazionario, lasciando inalterate tutte le altre condizioni dell'esperimento. A tal fine, è stata utilizzata la tecnica della polarizzazione lineare (LP) insieme a un elettrodo RCE (con e senza rotazione).

Questa nota applicativa descrive in dettaglio le misurazioni della corrosione conformi allo standard ASTM G61 eseguite con VIONIC powered by INTELLO utilizzando le celle di corrosione Metrohm conformi allo standard ASTM.

La norma internazionale ISO 17463 descrive la determinazione delle proprietà anticorrosive dei rivestimenti protettivi organici ad alta impedenza sui metalli. Questa tecnica utilizza cicli composti da misure di spettroscopia di impedenza elettrochimica (EIS), polarizzazioni catodiche e rilassamento potenziale. Questa Application Note mostra la conformità dello strumento Metrohm Autolab PGSTAT M204 e della cella piatta alla norma ISO 17463.

L'analisi Tafel è un'importante tecnica elettrochimica utilizzata per comprendere la cinetica delle reazioni. Studiando la pendenza di Tafel, rivela i passaggi che determinano la velocità nelle reazioni degli elettrodi, aiutando campi come la corrosione e la ricerca sulle celle a combustibile. Questo metodo aiuta le industrie a ottimizzare i processi e a migliorare le prestazioni dei dispositivi personalizzando materiali e condizioni per una maggiore efficienza.

L'elettrochimica, la spettroscopia e la spettroelettrochimica (SEC) sono tecniche ampiamente utilizzate in molti settori. Tuttavia, le curve di dati ottenute mediante queste analisi sono piuttosto variegate e non tutti i picchi elettrochimici e le bande spettroscopiche si possono misurare con le stesse procedure. Questa nota applicativa esamina quattro strumenti inclusi nei software DropView 8400 e DropView SPELEC per facilitare la misurazione e l'analisi delle curve e dei dati raccolti. Vengono spiegate nel dettaglio le seguenti opzioni di misura: misura automatica, misura impostata su curva, misura libera e misura impostata su passo.

Sono state studiate le caratteristiche del trasporto di materia della riduzione e dell'ossidazione controllata da diffusione della coppia ferricianuro/ferrocianuro mediante elettrodo a disco rotante Autolab con contatto Hg liquido a bassa rumorosità.

Un elettrodo di riferimento è dotato di una tensione elettrochimica stabile e ben definita (a temperatura costante), che funge da riferimento per le tensioni misurate o applicate di una cella elettrochimica. Pertanto, un buon elettrodo di riferimento è stabile e non polarizzabile. In altre parole, la tensione di tale elettrodo rimane stabile nell'ambiente di utilizzo e anche al passaggio di una piccola corrente. In questa Application Note vengono elencati gli elettrodi di riferimento più usati con relativa gamma di utilizzo.

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

Questa applicazione introduce due strumenti (interruzione di corrente e feedback positivo) che misurano e compensano fino al 90% della caduta ohmica iR, un errore comune in elettrochimica.

Autolab Electrochemical Quartz Crystal Microbalance (EQCM) è un modulo opzionale per Autolab PGSTAT che può essere utilizzato per controllare un oscillatore a cristallo da 6 MHz. Questa tecnica può essere utilizzata per eseguire misurazioni elettrogravimetriche con limiti di rilevamento nell'intervallo sub μg.

Il presente documento descrive una procedura molto semplice che può essere usata per produrre piccoli depositi di platino su uno substratod'oro. Questa semplice sequenza è basata su un processo elettrochimico noto come deposizione spontanea, durante il quale ha luogo la deposizione di un metallo nobile mediante l'ossidazione di un adlayer del metallo precursore depositato sul substrato, con potenziale di circuito aperto (OCP).

In questa Application Note, vengono applicati segnali di tensione a variazione graduale analogici e digitali a un elettrodo WE in platino in soluzione acida. Il documento mette in evidenza e confronta le differenze nelle misure della corrente rispetto a un esperimento simile in cui la corrente è calcolata a partire dalla carica misurata.

Questa AN fornisce una panoramica generale sul principio di funzionamento di un potenziostato/galvanostato. A seconda dell'applicazione, i composti dello strumento possono (o devono) essere prodotti sulla cella elettrochimica in modi diversi. Successivamente vengono discusse le tre strutture più comuni di celle elettrochimiche, insieme al ruolo degli elettrodi utilizzati nelle misure elettrochimiche.

In questa application note viene mostrata la combinazione tra elettrochimica e spettroscopia con l'ossidazione del ferrocianuro a ferricianuro, monitorato con spettro IR rilevato a livelli di tensione definiti. L'aumento dell'assorbanza a 425 nm corrisponde alla formazione di ferricianuro.

Al fine di migliorare le prestazioni dei dispositivi di accumulo dell'energia elettrochimica come batterie e supercondensatori, ci si può concentrare sul miglioramento della conduttività ionica (ƠDC) dell'elettrolita. SI tratta di un metodo comune per l'ottenimento di valori ƠDC di diversi sistemi di elettroliti per effettuare esperimenti di spettroscopia d'impedenza elettrochimica (EIS) a varie temperature in un setup con 2 elettrodi.

Il rame è uno dei metalli tecnologicamente più rilevanti, soprattutto nel settore dei semiconduttori. Il processo di deposizione utilizzato in questo settore è noto come processo Dual-Damascene e implica l'elettrodeposizione del rame a partire da un composto rameico acido in presenza di additivi.In questa Application Note viene illustrato l'uso dell'elettrodo ad anello-disco rotante (RRDE) di Autolab per lo studio dell'elettrodeposizione del rame e il rilevamento dei prodotti intermedi Cu+.

La permittività elettrica relativa εr, nota anche come costante dielettrica, è di fondamentale importanza per la caratterizzazione dei materiali. Può essere definita come rapporto tra la quantità di energia elettrica immagazzinata in un materiale e la quantità di energia elettrica immagazzinata in un vuoto. Uno dei modi più semplici per ottenere la permittività relativa consiste nel calcolarla a partire dai valori di capacità. In questa Application Note, vengono confrontate cinque tecniche per il calcolo dei valori di capacità.

In questa Application Note, si usa la spettroscopia di impedenza elettrochimica (EIS) per la prova di una batteria commerciale collegata in due modi diversi. Nella prima misura EIS, la batteria è collegata con configurazione di rilevamento a due terminali. Nella seconda misura EIS, la batteria è collegata con configurazione di rilevamento a quattro terminali (rilevamento Kelvin). La differenza di collegamento dei terminali dà come risultato valori di impedenza della batteria diversi.

La reazione di riduzione dell'ossigeno (ORR) è importante per la prontezza funzionale di una cella a combustibile. Gli esperimenti sugli elettrodi a disco rotante (RRDE) consentono di studiare la reazione in condizioni idrodinamiche per determinare le proprietà cinetiche tramite le equazioni di Levich e Koutecký-Levich. Le informazioni meccanicistiche sono ottenute simultaneamente dalla reazione degli intermedi all'elettrodo secondario (ad anello). Questa nota applicativa descrive come l'RRDE di Metrohm Autolab può essere utilizzato per studiare l'ORR.

Le celle di misura TSC SW Closed e TSC Battery sono sistemi compatti progettati per misurare materiali sensibili all'aria o all'umidità, quali quelli usati nelle batterie. In questo documento vengono spiegate due procedure di prova. La prima procedura è eseguita con voltammetria ciclica (CV), mentre la seconda prevede l'uso della spettroscopia di impedenza elettrochimica (EIS).

Il modo in cui i dispositivi a bassa impedenza, come le celle a combustibile e le batterie, sono collegati a un carico influenza le loro prestazioni. In questo documento viene mostrato un confronto dei risultati di EIS su una batteria commerciale agli ioni di litio. Sono state effettuate diverse misurazioni EIS, cambiando il modo in cui la batteria è stata collegata al potenziostato.

Fondamentalmente, la voltammetria con convoluzione è composta da un esperimento voltammetrico, cronoamperometrico o cronocoulometrico seguito da una trasformazione matematica, vale a dire la convoluzione. Con il metodo della convoluzione è possibile eliminare l'effetto della riduzione del gradiente di concentrazione dalla quantità misurata totale dell'elettrodo. In questa Application Note viene spiegato come funziona la convoluzione in NOVA.

Per calcolare la conducibilità di un elettrolita, è necessario conoscere la costante di cella della cella. Per la determinazione delle costanti di cella di conducibilità della cella elettrochimica a temperatura controllata TSC1600 è stata utilizzata la combinazione di Metrolab Autolab PGSTAT204 equipaggiato con il modulo FRA32M in combinazione con il setup Autolab Microcell HC.

La conducibilità protonica di membrane realizzate con un materiale conduttivo protonico è una grandezza essenziale da determinare. In questa Application Note presentiamo i risultati di uno studio esemplare di σDC(T) determinati mediante spettroscopia di impedenza per un innovativo conduttore protonico solido nello stato secco.

I parametri cinetici e di trasferimento di massa della reazione di elettro-ossidazione di TEMPO sono stati misurati usando la cella di misura TSC Surface per il sistema Autolab Microcell HC. La cella permette lo studio dei processi elettrochimici negli elettroliti liquidi in una configurazione a tre elettrodi sotto controllo della temperatura.

Lo studio del comportamento elettrochimico del platino nei mezzi acidi è di fondamentale importanza nell'elettrochimica e nell'elettrocatalisi di base. La maggior parte dei processi elettrocatalitici che si verificano sugli elettrodi in platino è molto sensibile alla struttura della superficie in platino. La voltammetria ciclica (CV) è una tecnica di misurazione rapida ampiamente utilizzata che fornisce un'impronta sia qualitativa che quantitativa delle superfici di platino. In questa Application Note è riportato un confronto dei risultati ottenuti mediante CV a scansione lineare e a gradini.

I condensatori sono componenti elettronici necessari per il successo dell'industria dell'elettronica. Sono anche diventati componenti essenziali dei veicoli elettrici e ibridi. Per controllare le prestazioni dei condensatori vengono eseguiti dei test elettrochimici, come ad esempio la voltammetria ciclica potenziostatica. VIONIC powered by INTELLO può eseguire sia voltammetrie cicliche (CV) a scala che lineare. In questa Application Note si fornisce un confronto tra le voltammetrie cicliche potenziostatiche a scansione lineare e a gradini, mettendo in luce come sia necessario usare la CV a scansione lineare per poter studiare al meglio le prestazioni dei condensatori.

Quando si utilizzano configurazioni della cella a due, tre o quattro elettrodi nella ricerca, sono possibili molte configurazioni diverse. A seconda dei requisiti dell'esperimento, potrebbe essere preferibile utilizzare una configurazione rispetto all'altra. Pertanto, in questa Application Note vengono definite le configurazioni corrette degli elettrodi per le situazioni in questione. Ad esempio, il potenziale al controelettrodo viene misurato durante l'ossidazione del platino in mezzi acidi, con il secondo senso (S2) di VIONIC alimentato da INTELLO. Poiché il platino disciolto nella soluzione potrebbe compromettere i risultati, è importante monitorare il potenziale del controelettrodo.

In questa nota applicativa, gli esperimenti di permeazione dell'idrogeno vengono condotti seguendo la procedura descritta nello standard ASTM G148.

In questa Application Note, si mettono a confronto le proprietà elettrochimiche degli elettrodi con superficie delle dimensioni di micrometri con le proprietà elettrochimiche degli elettrodi con superficie delle dimensioni di millimetri. Il confronto avviene tramite voltammetria ciclica in un Fe3+/Fe2+ (ferro/ferri) e le differenze nei voltammogrammi sono spiegate con i diversi profili di diffusione all'interfaccia elettrodo-elettrolita.

Questa Application Note mette in evidenza l'uso delle soluzioni Metrohm Hyphenated EC-Raman per monitorare l'ossidazione reversibile del ferrocianuro su un elettrodo d'oro. Le variazioni delle intensità di banda con il potenziale possono essere utilizzate per tenere traccia dei cambiamenti relativi nel profilo di concentrazione di ferrocianuro e ferricianuro sulla superficie dell'elettrodo durante la voltammetria ciclica (CV).

La cella Devanathan-Stachurski (o «cella H») viene utilizzata con successo per valutare la permeazione dell'idrogeno attraverso fogli o membrane. Poiché piccole quantità di idrogeno passano attraverso il foglio o la membrana, per il suo rilevamento è necessario un potenziostato molto sensibile. In questa Application Note viene discusso uno studio delle proprietà di permeazione dell'idrogeno di diverse lamiere di ferro tenendo conto dei requisiti strumentali.

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

Utilizzando un sensore enzimatico con elettrodo serigrafato, i produttori possono misurare la produzione di acido lattico, monitorando così i processi di fermentazione.

Questa nota applicativa spiega la correzione manuale e automatizzata della caduta iR con la spettroscopia di impedenza elettrochimica e mette in guardia contro l'utilizzo di metodi meno accurati.

La spettrometria di massa elettrochimica differenziale (DEMS) viene utilizzata per monitorare specie gassose e volatili durante le reazioni elettrochimiche in situ.

Utilizzando elettrodi serigrafati monouso 11COND e la spettroscopia di impedenza elettrochimica, è possibile misurare la conduttività nell'acqua potabile utilizzando campioni di soli 100 µL.

Questa Application Note illustra l'utilizzo di EQCM D per l'analisi simultanea di massa e dissipazione nell'elettrodeposizione di Ni(OH)₂ .

La spettroscopia di impedenza elettrochimica (EIS) è una tecnica efficace per la caratterizzazione di sistemi elettrochimici. Negli ultimi anni l'EIS ha trovato ampia applicazione nel campo della caratterizzazione dei materiali. Viene abitualmente utilizzata nella caratterizzazione di rivestimenti, batterie, celle a combustibile e fenomeni di corrosione. Questa Application Note illustra i principi di una misura EIS.

Questa Application Note illustra la configurazione per eseguire un'EIS, ad esempio i diversi tipi di collegamenti nella cella elettrochimica e le impostazioni dello strumento.

In questo articolo vengono presentati gli elementi circuitali più comuni per EIS, che possono essere assemblati in diverse configurazioni per ottenere circuiti equivalenti utilizzati per l'analisi dei dati.

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.

L'Application Note AN-EIS-004 sui modelli circuitali equivalenti mostrava una panoramica dei diversi elementi circuitali utilizzati per costruire un modello circuitale equivalente. Dopo aver identificato un modello appropriato per il sistema in esame, il passaggio successivo dell'analisi dei dati consiste nella valutazione dei parametri del modello. Ciò avviene mediante la regressione non lineare del modello ai dati. La maggior parte dei sistemi di impedenza include un programma di adattamento dei dati. Questa Application Note mostra il modo in cui il software NOVA viene utilizzato per adattare i dati.

Questa Application Note descrive il vantaggio di una registrazione di dati grezzi nel dominio tempo per ciascuna frequenza durante una misura di impedenza elettrochimica.

La spettroscopia di impedenza elettrochimica (EIS) è una tecnica potente che fornisce informazioni sui processi che avvengono in corrispondenza dell'interfaccia elettrodo-elettrolita. I dati raccolti con EIS vengono modellati con un circuito equivalente elettrico adatto. La procedura di adattamento modifica i valori dei parametri fino a quando la funzione matematica non corrisponde ai dati dell'esperimento entro un certo margine di errore. In questa Application Note, vengono forniti dei suggerimenti per ottenere parametri iniziali accettabili ed eseguire un adattamento accurato.

Questa Application Note presenta la misurazione Mott-Schottky, un'estensione della spettroscopia di impedenza elettrochimica (EIS), su un diffuso materiale semiconduttore.

Una cella a combustibile è uno strumento elettrochimico per la conversione di energia che genera elettricità e calore mentre un combustibile (nella maggior parte dei casi idrogeno) viene combinato con un ossidante (tipicamente ossigeno). I risultati di efficienza più elevati rispetto alle tecnologie basate sui combustibili fossili che hanno le stesse prestazioni sono dovuti anche dalle minori emissioni di carbonio e da quantità trascurabili di SOx e NOx (utilizzando un combustibile riformato).

Al fine di eliminare i numerosi problemi tecnici di questa tecnica, sono stati sviluppati diversi tipi di celle a combustibile. In questa Application Note vengono discussi in dettaglio la membrana a scambio protonico, le celle a combustibile ad ossidi solidi e metanolo diretto.

In questa nota applicativa verrà dimostrato l'uso della spettroscopia di impedenza elettrochimica (EIS) per la caratterizzazione del combustibile PEM. Si dimostrerà che l'EIS è un potente strumento diagnostico per la determinazione dei seguenti fattori che possono influenzare le prestazioni di una cella a combustibile PEM.

In questa Application Note una combinazione di PGSTAT e carico elettronico viene utilizzata per eseguire la spettroscopia di impedenza elettrochimica in una cella a combustibile operante a correnti elevate.

Le misurazioni di impedenza in celle a combustibile sotto carico rendono possibile esaminare l'influenza dei diversi elementi della cella a combustibile rispetto al comportamento e (se rilevabile) l'invecchiamento della cella a combustibile. Per effettuare misurazioni di densità di corrente elevate, i sistemi Autolab possono essere collegati al carico elettronico di un terzo sistema. Come risultato, il range misurabile del dispositivo aumenta di diversi ordini di grandezza della corrente.

Le prestazioni di uno stack di celle a combustibile vengono normalmente valutate in termini di determinazione della polarizzazione e di curve densità di potenza della cella. Queste curve sono utilizzate per la caratterizzazione rapida delle prestazioni dello stack e per una valutazione delle sue condizioni di funzionamento ottimali (temperatura, umidità, catalita elettrico, membrane a scambio ionico).

Negli ultimi anni, i transistor a effetto di campo (FET) sono stati sempre più utilizzati come piattaforma di rilevamento per una moltitudine di applicazioni elettrochimiche e biologiche. Questi dispositivi sono trasduttori bioelettronici promettenti, che consentono sia il funzionamento a basso potenziale sia misure potenziometriche stabili. Oggigiorno, nella comunità scientifica, i FET sono considerati un'alternativa allettante ai sistemi di rilevamento elettrochimici convenzionali. Questa nota applicativa fornisce una guida approfondita su come utilizzare i dispositivi bipotenziostati Metrohm DropSens per la caratterizzazione dei FET e il loro utilizzo come trasduttori. Per la dimostrazione degli esperimenti si usa uno strumento μStat-i 400 singolo, un bipotenziostato e galvanostato piccolo e portatile.

In questa Application Note si utilizza lo strumento Metrohm DropSens SPELEC con il FLUORESCENCE KIT per il monitoraggio con risoluzione temporale delle reazioni elettrochimiche in regime di diffusione semi-infinita mediante spettroelettrochimica a fluorescenza della coppia redox [Ru(bpy)3]2+/3+.

Alamar Blue viene monitorato con spettroelettrochimica a fluorescenza durante la sua riduzione irreversibile a resorufina e ulteriore riduzione reversibile a diidroresorufina.

Una cella solare o cella fotovoltaica è un dispositivo che converte l'energia della luce in energia elettrica. Al momento le celle di Grätzel (DSC) sono oggetto di molte ricerche nell'ambito delle energie rinnovabili, in quanto dispositivo fotovoltaico (PV) a basso costo. L'elettricità generata da un dispositivo PV non produce emissioni, è modulare ed è in grado di produrre energia dovunque splenda il sole. La tecnica di caratterizzazione standard di un dispositivo PV consiste nella determinazione delle curve corrente-tensione DC a diverse intensità della luce incidente.

Le tecniche DC non forniscono informazioni sulle dinamiche interne di un impianto fotovoltaico. Per questo motivo, ulteriori informazioni possono essere ottenute da misurazioni dipendenti da tempo e frequenza. La spettroscopia di impedenza elettrochimica specificamente fornisce ora l'opportunità di studiare il comportamento di un componente o di un impianto nella gamma di frequenza in condizioni di funzionamento a diverse intensità di luce.

Al momento le celle di Grätzel (DSC) sono oggetto di molte ricerche nell'ambito delle energie rinnovabili, in quanto dispositivo fotovoltaico (PV) a basso costo. Per la caratterizzazione dei dispositivi fotovoltaici, possono essere usati due ulteriori metodi del dominio della frequenza basati sulla modulazione dell'intensità luminosa. Questi due metodi sono la spettroscopia di fototensione a intensità modulata (IMSV, Intensity modulated photovoltage spectroscopy): misura della funzione di trasferimento tra l'intensità della luce modulata e la tensione CA generata e la spettroscopia di fotocorrente a intensità modulata (IMPS, Intensity modulated photocurrent spectroscopy): misura della funzione di trasferimento tra l'intensità della luce modulata e la corrente CA generata.In questa Application Note viene illustrato l'uso di Metrohm Autolab PGSTAT302N con modulo FRA32M, insieme al kit Autolab Optical Bench, per la caratterizzazione mediante IMVS e IMPS dei dispositivi fotovoltaici.

In questa Application Note si mostra come, con Metrohm Autolab PGSTATs e Metrohm Autolab Optical Bench, sia possibile ottenere informazioni su meccanismo e cinetica della back reaction, una reazione parassita che limita le prestazioni delle celle di Grätzel.

In questo documento viene presentata una procedura per calibrare la luce LED del Metrohm Autolab Optical Bench. La procedura può essere applicata alle luci LED a singola lunghezza d'onda. La calibrazione serve per mettere in relazione l'intensità della luce LED alla corrente del driver LED. In questo modo, è possibile correggere i valori dell'intensità della luce quando si modifica la distanza tra cella solare sotto analisi e luce LED. Inoltre, la calibrazione consente all'utente di eseguire misure sulle celle solari specificando al contempo i valori dell'intensità della luce, anziché della corrente del driver LED.

Questa Application Note presenta la procedura per determinare il valore di responsività per la calibrazione delle luci bianche del Metrohm Autolab Optical Bench.

La spettroelettrochimica è una tecnica a multirisposta che fornisce sia informazioni elettrochimiche che spettroscopiche su un sistema chimico in un unico esperimento, offre cioè informazioni da due diversi punti di vista. La spettrolettrochimica concentrata sulla regione UV/VIS rappresenta una delle combinazioni più importanti, poiché ci consente di ottenere non solo informazioni qualitative preziose, ma anche risultati quantitativi eccezionali. In questa Application Note la cinetica di degradazione del 4-nitrofenolo, un noto inquinante, è stata determinata mediante uno SPELEC.

La spettroelettrochimica è una tecnica a multirisposta che fornisce informazioni elettrochimiche e spettroscopiche su un sistema chimico in un unico esperimento, offre cioè informazioni da due diversi punti di vista. La spettroelettrochimica Raman può essere considerata una delle migliori tecniche per la caratterizzazione e al contempo la comprensione del comportamento di pellicole di nanotubi di carbonio, in quanto è stata tradizionalmente utilizzata per ottenere informazioni sui loro processi di ossidoriduzione nonché sulla struttura vibrazionale. Questa Application Note descrive come SPELEC RAMAN viene utilizzato per caratterizzare nanotubi di carbonio a parete singola mediante lo studio del loro doping elettrochimico in soluzione acquosa, così come per valutarne la densità dei difetti.

Sono stati sviluppati molti metodi elettrochimici ma sono tradizionalmente limitati ai mezzi acquosi. La spettroelettrochimica Raman in soluzioni organiche è un'alternativa interessante, ma è ancora necessario sviluppare nuove procedure EC-SERS. Questa Application Note dimostra che l'attivazione elettrochimica degli elettrodi d'oro e d'argento consente il rilevamento di coloranti e pesticidi nei terreni organici.

Il fentanyl, un potente oppioide sintetico, è distribuito illegalmente in tutto il mondo. Il sovradosaggio può essere fatale, causando sintomi come stupore, alterazioni della pupilla, cianosi e insufficienza respiratoria. Solo 2 mg di fentanil possono essere letali, a seconda di fattori come le dimensioni del corpo e l'uso passato. Dato il suo grave impatto, identificare e rilevare il fentanil è fondamentale, poiché è diventato una grave crisi di salute pubblica. La combinazione della spettroscopia Raman con superficie elettrochimica potenziata (EC-SERS) con elettrodi serigrafati (SPE) offre un metodo rapido, efficace e preciso per rilevare il fentanil.

La bassa sensibilità ha limitato l'uso della spettroscopia Raman come metodo di rilevamento. Tuttavia, l'effetto di diffusione Raman potenziata dalla superficie (SERS) ha migliorato la sua efficacia per l'uso analitico. L'aldeide deidrogenasi (ALDH) e il citocromo c vengono analizzati mediante spettroelettrochimica Raman come prova di concetto in questa nota applicativa.

Questa nota applicativa mette a confronto SPELEC RAMAN e uno strumento Raman standard analizzando le loro prestazioni nella misurazione di nanotubi di carbonio a parete singola (SWCNT).

La spettroscopia elettrochimica Raman (EC-Raman) migliora la comprensione dei dispositivi di stoccaggio dell'energia monitorando i cambiamenti fisico-chimici. Questa nota descrive in dettaglio i risultati EC-Raman durante le simulazioni di carica e scarica della batteria al nichel-metallo idruro (NiMH).

I supercondensatori (noti anche come ultracondensatori, condensatori elettrochimici o condensatori a doppio strato) sono dispositivi elettrochimici, mediante i quali è possibile immagazzinare e rilasciare cariche per fornire elevate densità di potenza in periodi di tempo brevi. La loro capacità di immagazzinare energia elettrica in modo efficiente e di rilasciarla rapidamente le rendono la scelta ideale per applicazioni in cui immagazzinaggio e picchi di potenza di breve termine sono critici.

Gli esperimenti spettroelettrochimici non solo forniscono eccezionali informazioni qualitative sui campioni, ma offrono anche altri dati quantitativi che possono essere considerati quando si eseguono le analisi. Un unico insieme di esperimenti consente agli analisti di ottenere due curve di calibrazione: una con i dati elettrochimici e l'altra con le informazioni spettroscopiche. La concentrazione dei campioni testati viene calcolata utilizzando entrambe le curve, confermando i risultati ottenuti per due vie diverse. In questa nota applicativa, il confronto tra determinazioni elettrochimiche e spettroscopiche dimostra che i due metodi misurano l'acido urico (UA) indistintamente, con stretto accordo dei valori calcolati con i dati empirici.

La spettroelettrochimica in-situ fornisce informazioni spettroscopiche ed elettrochimiche dinamiche, insieme alla reazione di ossidoriduzione che si verifica sulla superficie dell'elettrodo. Sebbene sia possibile utilizzare diverse configurazioni spettroelettrochimiche, alcune semplici equazioni spiegano come mettere in correlazione elettrochimica e spettroscopia per ogni configurazione dell'esperimento. Questa nota applicativa descrive come la quantificazione di un parametro elettrochimico (il coefficiente di diffusione) viene calcolata dai dati spettroscopici come prova di questo concetto.

Lo sviluppo di una nuova cella di riflessione per elettrodi convenzionali facilita l'esecuzione di misurazioni spettroelettrochimiche. Questo dispositivo consente ai ricercatori di lavorare in soluzioni acquose e in mezzi organici grazie alla sua resistenza chimica.

Il poli(3,4-etilendiossitiofene) (PEDOT) è uno degli ICP più promettenti grazie alla sua elevata conduttività, stabilità elettrochimica, proprietà catalitiche, elevata insolubilità in quasi tutti i solventi comuni e interessanti proprietà elettrocromiche (trasparente nello stato drogato e colorato in lo stato neutrale). In questa nota applicativa, il film PEDOT viene valutato mediante tecniche spettroelettrochimiche.

Questa nota applicativa illustra la voltammetria a onda quadra per una quantificazione sensibile e riproducibile del paracetamolo utilizzando un elettrodo serigrafato e INTELLO.

Questa Application Note presenta il DPV come un metodo sensibile e selettivo per rilevare metalli pesanti nell'acqua, descrivendo in dettaglio configurazione, parametri e vantaggi rispetto ad altre tecniche.

Questo white paper Metrohm mostra il ruolo importante dell'elettrochimica nelle scienze ambientali. Le applicazioni riguardano la ricerca di base per la cella a combustibile, che ricava energia dalle acque reflue, la bonifica elettrica di suoli e la riduzione elettrochimica di CO2 da gas serra per l'isolamento di materie prime chimiche.

La durata di conservazione di cibi e bevande dipende tra l'altro dal materiale di confezionamento. I metalli sono ideali per l'imballaggio perché possono essere rivestiti con diversi strati di passivazione e per uso alimentare. Le misurazioni elettrochimiche quali la spettroscopia di impedenza elettrochimica (Electrochemical Impedance Spectroscopy, EIS) permettono di controllare l'integrità dei rivestimenti.

In questo lavoro vengono mostrate misure effettuate mediante spettroelettrochimica Raman a risoluzione temporale con elettrodi a membrana. Lo strumento utilizzato combina all'interno di una scatola completamente integrata: una sorgente laser da 785 nm, uno spettrometro Raman ad alta risoluzione e un bipotenziostato/galvanostato. Gli esperimenti sono controllati mediante un software spettroelettrochimico eccellente che consente la raccolta dei dati in tempo reale e un utile trattamento dei dati.

Il termine corrosione si riferisce a un processo che implica il deterioramento o la degradazione del metallo. L'esempio più comune di corrosione è la degradazione di metalli e leghe. La maggior parte dei fenomeni di corrosione è di natura elettrochimica e consiste in almeno due reazioni che si verificano sulla superficie del materiale corroso. Una delle reazioni è l'ossidazione (ad es. la dissoluzione del ferro), detta anche reazione anodica parziale. L'altra è la reazione di riduzione (ad es., la riduzione dell'ossigeno), definita reazione catodica parziale. I prodotti delle reazioni elettrochimiche possono reagire chimicamente tra loro a formare il prodotto finale (ad es. la ruggine).

È noto che la spettroscopia NIR presenta il limite dovuto all'assorbimento dell'acqua in questo intervallo spettrale. Per questo motivo, la ben nota restrizione idrica ha limitato lo sviluppo di nuove applicazioni per la spettroelettrochimica NIR. In questo lavoro, vengono proposte molte alternative interessanti per ridurre al minimo o addirittura eliminare il contributo acquoso in questo intervallo spettrale.

La commercializzazione delle batterie agli ioni di litio, nel 1991, ha rappresentato il culmine dell'approfondita R&S condotta da scienziati e ingegneri di tutto il mondo nei decenni precedenti. Lo sviluppo delle batterie agli ioni di litio e delle alternative batterie ricaricabili è continuato fino a oggi. Allorché il mondo sta rapidamente puntando verso una nuova era marcata da tecnologie verdi, è necessaria una R&S più pratica e più accurata per soddisfare le crescenti esigenze di sistemi di accumulo dell'energia, soprattutto nell'industria automobilistica. Questo libro bianco presenta i fondamenti della tecnologia delle batterie agli ioni di litio e guida il lettore attraverso le principali tecniche e terminologie nella ricerca sulle batterie agli ioni di litio.

Le misure elettrochimiche con elettrodo a cilindro rotante (RCE) sono molto utilizzate nelle applicazioni industriali per la corrosione quando è necessario simulare in laboratorio le condizioni realistiche di flusso nelle tubazioni. Questo documento fornisce informazioni dettagliate sulle peculiarità e i parametri delle misure elettrochimiche, in particolare quelle eseguite in condizioni di flusso turbolento, e mostra un quadro completo delle prassi migliori per questa tecnica. Negli allegati viene fornita una panoramica e una rapida spiegazione dei parametri e della normativa specifica per il comportamento dei fluidi nelle celle elettrochimiche con elettrodo RCE.

Dato che le epidemie virali significative a livello mondiale sono diventate la norma piuttosto che casi isolati che si verificano a distanza di diverse generazioni, è essenziale mettere a disposizione delle masse dei test rapidi, sensibili ed economici. Gli elettrodi a membrana (SPE) consentono di eseguire test per malattie infettive rapidi e diffusi su popolazioni, senza necessità di personale specializzato o attrezzatura pesante sul campo. In molti studi recenti è stato mostrato come sia possibile eseguire test presso il punto di cura (POC) con gli elettrodi SPE.L'elettrodo DropSens di Metrohm combina le elevate capacità di produzione degli elettrodi SPE personalizzati con una certificazione ISO 13485 «Produzione di sensori per dispositivi medici» valida; ciò vuol dire che le procedure di analisi eseguite su questi elettrodi SPE sono scalabili in modo affidabile per operazioni più grandi, con conseguente semplificazione del processo di approvazione normativa ai fini della commercializzazione.

In questo libro bianco si introducono i principi della voltammetria ciclica (CV) e i vari modi in cui può essere utilizzata per la ricerca sui catalizzatori. Per agevolare la comprensione, il documento contiene anche uno studio di caso e un utile glossario.

Questo documento introduce le misure semplici effettuabili con VIONIC powered by INTELLO e le applicazioni dotate di questa funzione unica. Grazie alla combinazione tra software e componenti elettronici di nuova generazione, è possibile ottenere dati in tempo reale senza lacune o reazioni mancate.

White paper sulla spettroscopia Raman e l'elettrochimica e la loro combinazione (Raman elettrochimico).

Il White paper gratuito delinea i principi fondamentali della reazione di riduzione dell'azoto. Successivamente approfondirà le barriere tecniche che ostacolano l'industrializzazione della produzione di ammoniaca green, il loro impatto sulla resa finale e sulla selettività e le potenziali strategie o lacune della ricerca per superare questi problemi.