電気化学測定（ポテンショスタット/ガルバノスタット）アプリケーション

スペクトロエレクトロケミストリーでは、1回の実験で化学系に関する電気化学的情報と分光学的情報の両方の情報が得られます。すなわち2つの異なる視点からの情報が得られるマルチレスポンス技術です。UV-VIS領域に焦点を当てた分光電気化学は、最も重要な組み合わせの一つとなりますが、これは貴重な定性的情報を得ることができるだけでなく、優れた定量的結果も得ることができるからです。この技術資料では、既知の汚染物質である4-ニトロフェノールについて、SPELEC分光電気化学測定装置を用いて分解速度を測定しました。

PEDOT:PSS被膜の合成過程を、EQCM-Dとラマン分光、電気化学測定を組み合わせて解析する手法を解説します。定電流電解重合中の周波数と散逸の変化を電気化学信号と対応づけて被膜の成長を追跡する方法に加え、ザウアーブレイの式による膜厚算出やラマン分光による同定、静電容量評価、プローブ型EQCM-Dシステムも紹介します。

eSorptionProbe OSを用いたEQCM-Dと電気化学インピーダンス分光法(EIS)の併用により、亜鉛めっきの電析挙動を調べる手法を紹介します。サイクリックボルタンメトリーやクロノアンペロメトリーを用い、添加剤ポリエチレングリコール(PEG)による析出の遅れと吸着・脱離に伴う電析過程の違いを解説します。

EQCM-DとEC-Ramanを用いた水酸化ニッケル(Ni(OH)₂)の電析解析を解説します。Autolab AUT204とeSorptionProbeによる質量とダンピングの同時測定、Sauerbreyモデルに基づく膜厚評価、サイクリックボルタンメトリーによる充放電サイクル、NiOOHのラマンスペクトル観測まで紹介します。

使い捨てのスクリーンプリント電極と電気化学インピーダンス分光法を用い、わずか100 µLの試料で飲料水の電気伝導度を測定する手法を解説します。具体的には、11COND電極を用いた水道水と市販ミネラルウォーター7銘柄の測定例に加え、µStat-i M8Oneによる複数試料の同時測定や、一般的なプローブとの比較による再現性の検証も解説します。

差動電気化学質量分析(DEMS)により、電気化学反応で生じるガスや揮発性化学種をその場でリアルタイムに捉える手法を紹介します。VIONICとハイデン社の質量分析計HPR-40を連携させ、1 mol/L NaOH中のサイクリックボルタンメトリーで水素発生を検出した事例と、INTELLOによる装置間の同期設定を解説します。

この技術資料カタログは、半導体製造に関わる品質管理において、メトロームの分析機器を使用して分析可能なパラメータを一覧にまとめたものです。

本アプリケーションノートでは、Metrohm DropSens の SPELEC 装置を FLUORESCENCE KIT と組み合わせて使用し、[Ru(bpy)₃]²⁺/³⁺ の酸化還元カップルの蛍光分光電気化学を行うことで、半無限拡散領域における電気化学反応を時間分解的にモニタリングします。

本アプリケーションノートでは、リチウムイオン電池の反応速度、開回路電圧（OCV）、および拡散挙動を評価するための重要な手法である GITT について、制御および解析を効率化する INTELLO を用いて概説しています。

EC-SERSは、電気化学的に活性化した金スクリーン印刷電極（Au SPEs）を用いることでラマン感度を向上させ、複雑な前処理や装置を必要とせずに迅速かつ簡便に農薬を検出することを可能にします。

電気化学セルにおけるオーム抵抗による電位降下（IRドロップ）の原因と、正確で信頼性の高い電位測定を行うための影響軽減策を解説します。

水中の重金属を検出するための高感度かつ選択性の高い手法としてDPV（微分パルスボルタンメトリー）の紹介とその装置構成、測定パラメータ、他の分析手法と比較した際の利点について詳しく解説しています。

電気化学インピーダンス分光法(EIS)を用いて、充電状態(SOC)の変化に伴う電池内部抵抗の挙動を非破壊で把握する方法を紹介します。具体的には、VIONICとINTELLOを用いたコイン形リチウムイオン電池のSOC別測定や、NOVAによる等価回路解析、放電に伴うカソード側の電荷移動抵抗の上昇について解説します。

この技術資料では、高感度で迅速な分析が可能な矩形波ボルタンメトリーによる、市販錠剤中のパラセタモール定量を紹介します。カーボン製スクリーンプリント電極とVIONICを用いた測定系、サイクリックボルタンメトリーによる酸化挙動の確認、波形パラメーターの最適化、検量線による含有量の算出とメーカー表示値との比較までを解説します。

本アプリケーションノートでは、MetrohmのASTM準拠腐食セルを用い、VIONIC（INTELLO搭載）によって実施されたASTM G61準拠の腐食測定について詳細に解説いたします。

分極抵抗（Rp）は、Tafel解析に代わる手法として、金属の耐食性を定量的に評価することが可能です。その測定手法および実用的な適用については、ASTM G59に記載されている内容に基づき解説されています。本手法により、腐食速度や材料の保護効果を効率的に評価することが可能であり、耐食性試験における信頼性の高い指標として利用されています。

この技術資料では、ASTM G5に準拠した動電位アノード分極測定による430ステンレス鋼の腐食試験を紹介します。測定装置の精度確認にも使える本試験法について、VIONICとINTELLOソフトウェア、ASTM準拠の1 L腐食セルを用いた測定例と、分極曲線から活性・不動態・過不動態・二次不動態の各領域を読み取る方法を解説します。

三電極セルで電位制御誤差の原因となるオーミックiR降下を測定・補正する電流遮断法とポジティブフィードバック法の原理を解説します。ポテンショスタットAutolab PGSTAT302NとADC10Mモジュールを用いた具体的な測定例や、補償・数値補正の方法、電気化学インピーダンス分光法との位置づけを紹介します。

この技術資料では、電気化学インピーダンス分光法(EIS)によるオーム性iRドロップの測定方法を紹介します。ナイキストプロットから非補償抵抗を求める手動補償に加え、VIONICとINTELLOの「Measure iR Drop」コマンドによる自動補償や、補償前後のサイクリックボルタモグラムの比較についても解説します。

スクリーンプリント電極を使用した酵素センサーを利用することで、製造者は乳酸の生成を測定し、発酵プロセスを簡単にモニタリングすることができます。

高分子膜を利用したスクリーンプリント技術の進歩により、小型携帯型の電位差センサーを使用した電気化学測定による、ポイントオブケア分析への応用を紹介しています。

この技術資料では、微分容量解析（DCA）と電池性能向上への応用について解説しています。この実験では、メトロームの電気化学測定装置 INTELLOを使用しています。

リチウムイオン電池 (Li-ion電池) の充電と放電中、リチウムイオンは一方の電極から電解質を通って他方の電極へと輸送されます。電極材料の化学拡散係数を知ることは非常に重要です。ポテンシオスタット間欠滴定法（PITT）は、電極活性材料の拡散係数に関する洞察を得るために最もよく使用される技術の一つです。

この技術資料では、電池研究の基本である充放電サイクル試験を、定電流定電圧(CCCV)充電を中心に紹介します。INTELLOでのサイクル手順の構築方法に加え、市販のコイン形リチウムイオン電池の測定例をもとに、クーロン効率や容量維持率などのプロットから、電池内部の化学反応や劣化メカニズムを解説します。

この技術資料では、窒素還元反応の基本原理を概説しています。その後、グリーンアンモニア製造の産業化を妨げる技術的障壁、最終的な収率や選択性に対する影響、そしてこれらの問題を克服するための潜在的な戦略や研究のギャップについて詳しく掘り下げています。

このアプリケーション ノートでは、単層カーボンナノチューブ (SWCNT) の測定におけるパフォーマンスを分析して、SPELEC RAMAN と標準のラマン装置を比較します。

アルマーブルーは、レゾルフィンへの不可逆的還元およびジヒドロレゾルフィンへの可逆的還元の過程を通じて、蛍光分光電気化学によりモニタリングできます。

電気化学インピーダンス分光法(EIS)の応用手法であるモット・ショットキー解析による、半導体材料の電子特性の評価方法を紹介します。FTOコーティングガラスを例に、フラットバンド電位やドーピング密度(キャリア濃度)の算出、n型伝導性の判定、VIONICとNOVAを用いた測定から解析までの流れを解説します。

この技術資料では、電気化学インピーダンス分光法(EIS)のデータ解析に用いる等価回路モデルを解説します。直列RCやRCL、ランドルス回路、ワールブルグ要素を含むモデルや電池向けの回路などの代表例とナイキスト線図を紹介し、定位相要素(CPE)の扱いや、物理的に妥当な回路を選ぶ考え方についても解説します。

電気化学インピーダンス分光法(EIS)のデータ解析に用いる等価回路モデルの基本要素を紹介します。抵抗、キャパシタ、インダクタ、定位相素子(CPE)、ワールブルグ要素などの特性を、電気化学現象との対応やナイキストプロット、ボード線図とともに整理し、CPEの値から有効容量を求める方法についても解説します。

ターフェル解析は、反応速度論を理解するために用いられる重要な電気化学的手法です。ターフェル勾配を研究することで、電極反応における反応速度を律速する要因が明らかになり、腐食や燃料電池の研究などの分野に役立ちます。この手法は、産業界がプロセスを最適化し、より高い効率を得るために材料や条件を調整することによってデバイスの性能を向上させるのに役立ちます。 腐食に関しては、ターフェル解析により、様々な環境における各種金属の腐食速度とそのメカニズムに関する洞察を得ることができます。ターフェル勾配を調べることにより、研究者は分極抵抗と腐食速度だけでなく、腐食電流と腐食電位を測定することができ、材料が周囲環境とどのように相互作用するかを明らかにすることができます。構造物の寿命を延ばし、厳しい環境における金属部品の完全性を確保するために、この測定・解析は腐食を軽減させるための適切なコーティング剤、抑制剤、材料を選択する際に役立ちます。 この技術資料（アプリケーションノート）では、人工海水中のアルミニウムを例にINTELLOソフトウェアを用いたターフェル解析について説明します。

ラマン分光法は感度が低いことから、これまで検出手法としての利用が制限されてきました。しかし、表面増強ラマン散乱（SERS）効果により、その分析応用における有効性は向上しています。本アプリケーションノートでは、概念実証として、アルデヒドデヒドロゲナーゼ（ALDH）およびシトクロムcをラマン分光電気化学法によって解析しています。

電気化学ラマン（EC-Raman）分光法は、物理化学的な変化を追跡することにより、エネルギー貯蔵装置の理解を向上させます。この技術資料では、ニッケル水素（NiMH）バッテリーの充電および放電シミュレーション中のEC-ラマンの測定結果を解説しています。

このApplication Noteでは、電気化学電池における様々な接続のタイプや装置のセッティングなど、EISを実施するための準備について説明されています。

真性導電性ポリマー (ICP) は、その優れた特性により大きな注目を集めています。 これらには、優れた化学的、熱的、酸化的安定性、調整可能な電気的特性、触媒能力、光学的および機械的特徴などが含まれます。 ICP は、センサー、帯電防止コーティング、発光ダイオード、トランジスタ、フレキシブルデバイス、および通過する光の量を調節する「スマート」ウィンドウなどのエレクトロクロミックデバイスの活性材料として、無数の用途に使用されています。 PEDOT としても知られるポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン) は、市場で最も有望な ICP の 1 つです。 その高い導電性、電気化学的安定性、触媒特性、ほとんどすべての一般的な溶媒に対する高い不溶性、および興味深いエレクトロクロミック特性 (例えば、ドープ状態では透明で、中性状態では着色) によるものです。 この技術資料では、分光電気化学的手法により PEDOT 膜を評価します。

強力な合成オピオイドであるフェンタニルは、世界中で違法に流通しています。過剰摂取は致命的となる可能性があり、昏睡、瞳孔変化、チアノーゼ、呼吸不全などの症状を引き起こします。体格や過去の使用状況などによっては、わずか2mgのフェンタニルでも致死的となる可能性があります。フェンタニルは深刻な影響を及ぼすため、深刻な公衆衛生上の危機となっており、その特定と検出は極めて重要です。電気化学表面増強ラマン分光法（EC-SERS）とスクリーン印刷電極（SPE）を組み合わせることで、フェンタニルを迅速かつ効果的かつ正確に検出することが可能になります。

電気化学インピーダンス分光法 (EIS) は、電気化学的システムの特性解析のための強力な技術です。近年、EISは材料の特性解析の分野において広範囲に及ぶ用途を見出してきました。これは日常的に、コーティング、バッテリー、燃料電池、および腐食現象の特性解析に用いられます。このApplication Noteでは、EIS測定の原理についてご覧いただけます。

この技術資料では、従来の電極を用いた新しい紫外可視分光電気化学セルについて説明します。この新しいデバイスは、実験中に起こる電気化学プロセスに関連した分光学的情報を得るために、作用電極表面に光を集光するように設計されています。 反射セルに選定された材料は、水溶液と有機溶媒の両方で正確な分光電気化学測定を容易にします。紫外可視分光電気化学セルの優れた性能を実証するために、2つの異なる電気化学系の研究が行われました。この研究結果については、本技術資料で解説します。

The Devanathan-Stachurski cel（または「Hセル」）は、シートや膜を通過する水素の透過性を評価するために広く使用されています。シートや膜を通過する水素の量は非常に少ないため、その検出には高感度なポテンショスタットが必要となります。本アプリケーションノートでは、さまざまな鉄シートの水素透過特性を、装置の要件を考慮しながら検討しています。

多くの電気化学的手法が開発されてきたものの、その適用は従来、水系媒体に限定されてきた。これに対し、有機溶媒中でのラマン分光電気化学法は有望な代替手段であるが、新たなEC-SERS手法の開発は依然として求められている。本アプリケーションノートでは、金および銀電極の電気化学的活性化により、有機媒体中における色素や農薬の検出が可能となることを示す。

この技術資料では、ラマン分光法と電気化学測定を組み合わせたシステムを紹介しています。

このアプリケーションでは、メトロームの顕微ラマン分光計と電気化学測定装置を組み合わせたシステムを使用して、金電極上でのフェロシアン化物の可逆的酸化をモニタリングする方法を紹介しています。電位の変化に伴うバンド強度の変化を利用して、サイクリックボルタンメトリー（CV）中における電極表面でのフェロシアン化物およびフェリシアン化物の濃度プロファイルの相対的な変化を追跡できます。

この技術資料では、割れや腐食の原因となる金属中の水素透過を、ASTM G148に準拠した電気化学的手法で測定する方法を紹介します。316Lステンレス鋼箔を共有するH型セルでの水素発生と透過水素の検出を、ヒ酸水素二ナトリウムによる促進や2台のVIONIC powered by INTELLOを用いた構成とあわせて解説します。

このホワイトペーパーは、INTELLO で作動する VIONIC を使用することで可能になるシームレスな測定と、このユニークな特徴によってメリットを受けられるアプリケーションを紹介します。ソフトウェアと次世代のエレクトロニクスの組み合わせが、ギャップもなく、また反応も見逃すことなく、データをリアルタイムで提供します。

この技術資料では、サイクリックボルタンメトリー (CV) の原理と、触媒研究に使用できる様々な手法について紹介しています。 事例研究と便利な用語集も記載されています。

微小電極と通常サイズの電極の電気化学特性の違いを、サイクリックボルタンメトリーによる比較から解説します。具体的には、直径3mmと直径10μmの金ディスク電極を用いたFe3+/Fe2+溶液のボルタモグラムを、拡散プロファイルの違いから読み解き、オーム降下の低減など微小電極の特長や、ポテンショスタットVIONICについても解説します。

リチウムイオン電池の正極と負極を、電気化学インピーダンス分光法(EIS)で同時に測定する手法を紹介します。従来は電極ごとに順次行っていた測定を、VIONICのSecond Sense(S2)機能で一度に行う三電極セルでの測定例と、ナイキスト・ボーデプロットによる比較、NOVA 2での等価回路フィッティングを解説します。

近年、多くの電気化学的用およびや生物学的用途のセンシングプラットフォームとして、電界効果トランジスタ (FET) がより一般的に使用されるようになりました。これらの装置は、低電位での操作と安定した電位差測定の両方を可能にする有望な生体電子工学変換器です。FETsは現在、科学界にて使われる伝統的な電気化学検出システムの魅力的な代替手段と見なされています。 このアプリケーション ノートでは、FET の特性評価およびトランスデューサとしての Metrohm DropSens バイポテンショスタット デバイスを操作する方法について詳細を紹介しています。小型で携帯可能なバイポテンショスタットとガルバノスタットであるμStat-i 400が実験の実証に用いられています。

酸素還元反応（ORR）は燃料電池の機能的な性能にとって重要な役割を果たします。回転リングディスク電極（RRDE）実験は、流体力学的条件下で反応を解析し、Levich および Koutecký-Levich の式を用いて反応の動力学的特性を評価することを可能にします。さらに、中間体の反応は二次電極（リング電極）で検出されるため、反応機構に関する情報も同時に得られます。本アプリケーションノートでは、Metrohm Autolab の RRDE を用いて ORR を研究する方法について説明します。

in-situ*分光電気化学は、電極表面で起こる酸化還元反応と同時に動的な電気化学的および分光学的情報を提供します。様々な分光電気化学の装置構成を選択することができますが、簡単な方程式で、各実験のためのセットアップについて電気化学と分光学の関連付けを説明します。 この技術資料では、このコンセプトの実証として、分光学データから電気化学パラメータの定量化（拡散係数）を計算する方法を説明します。 * in-situ: その場

電気化学、分光学、分光電気化学（SEC）は、多くの分野で広く用いられている測定技術です。しかし、これらの測定から得られるデータ曲線は非常に多様であり、すべての電気化学ピークや分光バンドが同じ手順で測定できるわけではありません。 この技術資料では、DropView 8400およびDropView SPELECソフトウェアに含まれる収集した曲線やデータの測定・解析を容易にする4つのツールを説明します。適切なツールを選択することで測定プロセスを助け、測定結果の解析を容易にします。 Automeasurement、Set on curve measurement、Set free measurement、Set step measurement について詳しく説明します。

分光電気化学の実験では、サンプルに関する卓越した定性情報が得られるだけでなく、分析を行う際に考慮されるかもしれない他の定量データも得られます。 一連の実験により、分析者は2つの検量線を得ることができます。1つは電気化学データであり、もう1つは分光学的な情報です。サンプルの濃度は、両方の検量線を使用して計算され、異なる経路で得られた結果を確認することができます。 この技術資料は、電気化学的測定と分光学的測定の比較により、2つの方法が尿酸(UA)を区別なく測定し、その計算値が経験的データとほぼ一致することを実証しています。

液体がパイプラインを通って輸送されるときに発生する乱流を実験室環境でシミュレートするために、回転円筒電極 (RCE) は腐食研究で用いることのできる技術です。 パイプライン内壁の腐食は、パイプ材料とパイプを流れる流体との間の電気化学的相互作用によって発生します。そして、そのの腐食は、パイプライン内部で発生する流れの乱れ（乱流）により著しく促進されます。 回転円筒電極(RCE)は、サンプル表面に乱流を発生させながら使用することができます。言い換えれば、ある内径のパイプラインを通過する流量既知の液体の乱流とその材料表面への影響は、コントロールされた速度で回転する所定のシリンダーサイズ（パイプと同じ材料で作られた）のRCEを用いることにより、実験室環境で再現することができます。 したがって、回転円筒電極(RCE)の主な用途のひとつは、配管の流動条件を模擬した簡単で迅速な電気化学実験で、腐食防止剤の効率や配管材料の腐食のしやすさを試験することにあります。 回転円筒電極(RCE)を用いる標準試験は規格ASTM G185 [1 ]に規定されています。 この技術資料(アプリケーションノート)では、1018炭素鋼シリンダーをサンプルとした回転円筒電極(RCE)による直線分極(LP)測定技術を説明します。電解液に腐食防止剤の添加有無の2種類のLP実験を行いました。

研究では、2電極、3電極、または4電極セルの構成により、さまざまな実験配置が可能です。実験の要件に応じて、ある構成が他の構成よりも適している場合があります。そのため、これら3つの状況における適切な電極配置を、この技術資料で定義しています。 例として、酸性媒体中で白金の酸化が行われる際、INTELLO搭載のVIONICのセカンドセンス（S2）を用いて対極の電位を測定します。溶液中に溶け出した白金が結果に影響を与える可能性があるため、対極の電位をモニターできることが重要です。

PEM燃料電池の特性評価における電気化学インピーダンス分光法（EIS）の活用についてご紹介いたします。EISは、PEM燃料電池の性能に影響を与える要因を特定するための強力な診断ツールであることが示されます。

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.

電気化学インピーダンス分光法による電解液のイオン伝導率の温度依存性測定を紹介します。具体的には、等価回路とアドミタンスのボード線図による解析の考え方に加え、ペルチェ素子で温度制御するAutolab Microcell HCとFRA32Mモジュールを用いた、リチウムイオン電池電解液の5〜60℃での自動測定例を解説します。

Autolab EQCMモジュールを用いた、金コート水晶振動子上の鉛アンダーポテンシャル析出(UPD)単原子層の質量測定を解説します。過電位析出との比較を交えながら、サイクリックボルタンメトリーとクロノアンペロメトリーによる周波数変化の検出や、Sauerbrey式による質量換算を紹介し、理論値との一致についても解説します。

電気化学測定と分光測定を組み合わせた分光電気化学測定を解説します。リニアスイープボルタンメトリーと透過モードの分光測定を同期させ、フェロシアン化カリウムの酸化に伴う425 nmの吸光度増加を捉える手法を紹介します。さらに、Autolab装置とNOVAソフトウェアによる電気化学データと分光データの相関付けについても紹介します。

硫酸水溶液中の白金電極を対象に、リニアスキャンサイクリックボルタンメトリー(CV)による水素領域の解析を解説します。リニアスキャンCVとステアケースCVを比較し、水素吸脱着ピークが平坦化する理由や、リニアスキャンが必要な点を紹介します。VIONIC powered by INTELLOを用いた測定例も解説します。

この技術資料では、市販コンデンサの性能評価におけるリニアCVとステアケースCVの違いを解説します。ステアケースCVでは非ファラデー電流を測定できない理由や、リニアCVの電流と掃引速度の関係からキャパシタンスを求める方法を、VIONIC powered by INTELLOを用いた二電極系での実測例とともに解説します。

低ノイズの液体水銀接点を備えたAutolab RDEを用いて、フェリシアン化カリウムとフェロシアン化カリウムの酸化還元反応における物質輸送特性を評価します。回転速度を変えたリニアスイープボルタンメトリーとレビッチプロットに加え、電気化学インピーダンス測定の等価回路フィッティングによる反応速度と拡散挙動の解析方法を解説します。

この技術資料では、電気化学インピーダンス分光(EIS)のスタッキング法を用いたリチウムイオン電池セパレータのマクミラン数測定を紹介します。積層枚数を変えて求めたイオン抵抗の傾きから算出する手法を、Autolab PGSTAT204とTSC Battery Standardセルによる測定構成を含めて解説します。

電気化学インピーダンス分光(EIS)で市販のコイン型リチウムイオン電池を測定し、4端子接続と2端子接続のインピーダンスの違いを紹介します。PGSTAT204とFRA32Mモジュールを用いた測定結果に加え、センス線と電流線を分離するDuoCoin Cell Holderの特長や、低インピーダンスの試料で4端子接続が重要となる理由も解説します。

このApplication Noteでは、アナログおよびデジタルの階段型ポテンシャル信号が、酸性溶液中の白金作用電極に適用されます。測定された電流の差異は強調され、電流が測定された電荷から計算されている同様の実験と比較されます。

この Application Note では、超低周波電気化学インピーダンス分光法 (VLF-EIS) に基づいた、市販液体バイナリリチウムイオン電池電解質のリチウムイオン輸率の測定法をご紹介します。

このApplication Noteは、Metrohm Autolab PGSTAT および Metrohm Autolab Optical Bench にて逆反応、色素増感太陽電池の性能を制限する副反応の機構と動態性についての情報をいかに得られるかを示すものです。

電気化学インピーダンス分光法 (EIS) は、電極内部液インターフェースにおいて生じるプロセスに関する情報を提供する強力な技術です。EISによって集められたデータは、適正な電気等価回路でモデル化されます。当てはめ手順により、数学関数が実験データの一定の差の内に収まるまで、パラメータの値が変更されます。このApplication Noteでは、許容できる初期パラメータを獲得し、正確な当てはめを実施するためのいくつかの提案が述べられています。

プロトン伝導性の材料で出来た皮膜のプロトン伝導度は、測定すべき重要な数量です。このApplication Noteでは、今までにない乾燥状態の固体プロトン導電体のためのインピーダンス分光法によって測定されたσDC(T)の模範的な研究結果をご紹介します。

比誘電率 εrは、材料の特性評価において非常に重要な役割を果たします。これは、材料に貯められた電気エネルギーの量と真空中の電気エネルギーの量との比率で定義することができます。比誘電率を知るための最も容易な方法は、容量値からそれを算出することです。このApplication Noteでは、容量値を求める5つのテクニックが比較されています。

このアプリケーションでは、使い捨てのスクリーン印刷された炭素電極 (SPCE) を使用して、エタノールの電極触媒検出のためのシンプルで迅速な電気化学測定について解説しています。 白金ナノ粒子 (PtNPs) で炭素電極を変更することにより、ビールやワインに含まれるエタノールを簡単・確実に測定できます。さらにフリーアルコール飲料の測定も可能です。

メトローム 800ドジーノは、自動液体処理システムにおける中核的なデバイスです。本デバイスは、NOVAソフトウェアと容易に連携でき、オートラボ8 (Autolab) システムによって行われる電気化学測定にもスムーズに統合することができます。

この技術資料(アプリケーションノート)では、腐食保護に関する知見を得るために、異なる材料でコーティングされたアルミニウムサンプルに段階的溶解測定（Stepwise Dissolution Measurement : SDM）を適用します。Autolab PGSTAT204と 1 L 腐食セルおよびNOVAソフトウェアの組み合わせは、SDMやその他の腐食実験を行うのに適したセットアップを提供します。

電気化学インピーダンス分光法（EIS）は、腐食システムの分極抵抗の測定や腐食メカニズムの解明に効果的に使用されています。

TSC SW Closed および TSC Battery セルは、バッテリーに使われる材料のような空気や湿気に敏感な材料の測定のために開発されたコンパクトなシステムです。この文書では、2種のテスト手順について説明されています。1つ目の手順は停電に定電位サイクリックボルタンメトリー (CV) によるものであり、2つ目は電気化学的インピーダンス分光法 (EIS) によるものです。

このApplication Noteでは、典型的な有機電池電解質と接触した平板GC電極に形成された固体電解質界面のモデルの構造を研究するためのEISおよびCV実験からの、実験詳細および最も重要な発見をご紹介します。

この Application Note では、Metrohm Autolab Optical Bench の白色光のキャリブレーションにおける応答値の測定プロセスを紹介しています。

等価回路モデルに関するApplication Note AN-EIS-004では、等価回路モデルの構築に用いられる様々な回路素子の概要が示されています。分析中のシステムに適したモデルが確認された後、データ分析における次のステップはモデルパラメータの推定です。これは、モデルのデータへの非線形回帰によって行われます。多くのインピーダンスシステムは、データフィッティングプログラムを伴います。このApplication Noteでは、データをフィットさせるのにNOVAを用いた方法が紹介されています。

コンボリューションボルタンメトリーは基本的に、数学的変換、すなわちコンボリューションが後続するボルタンメトリー、クロノアンペロメトリー、もしくはクロノクーロメトリーによる実験から構成されています。コンボリューションメソッドを用いると、電極の反応全体から濃度勾配の低下の影響が取り除かれます。このApplication Noteでは、NOVAにおいていかにコンボリューションが機能するかについて説明されています。

この文書では、金基板上に白金を少し析出させるために用いられるごく単純な方法が説明されています。この単純な方法は、開路電位 (OCP) において、基板上に置換される前駆金属吸着層の酸化によって貴金属の置換が行われる、置換析出として知られる電気化学工程に基づいています。

このApplication Noteでは、定電流パルス分極メソッドに基づいた、民生用液体二元リチウムイオンバッテリー内部液の二元拡散係数の測定方法について紹介しています。

TSC SW closed および TSC バッテリーセルは、充電式バッテリーに使われる材料のような空気や湿気に敏感な材料の測定のために開発されたコンパクトなシステムです。これらのセルは、平面配列のメタル電極と接触する、固形物およびゲル状物質の温度管理された測定のために、よく管理された環境を提供します。たとえば、電池活物質、イオン導電性固体状電解質、およびバッテリーセパレータは、これらのセルを用いてテストすることができます。この実験では、セルの効果を理解するために、もしあれば、測定にて、100 Ωの標準抵抗が両方のセルにて用いられます。

この文書では、Metrohm Autolab Optical Bench の LED 照明のキャリブレーションのプロセスについて示しています。このプロセスは、単一波長の LED 照明に適用することができます。キャリブレーションは、LED照明の光強度をLEDドライバー電流に関連付けて行われます。このようにして、テスト中の太陽電池とLED照明間の距離が変わった場合の照明光強度の値を修正することが可能となります。加えて、キャリブレーションにより、ユーザーはLEDドライバー電流の代わりに、照明光強度の値を指定する間に太陽電池にて測定を行うことができます。

色素増感太陽電池 (DSC) は、ローコストの光電変換 (PV) 装置として、目下のところ再生可能エネルギーの枠組み内で集中的に行われている研究の主題です。光起電装置の特性を評価するには、光強度の変調に基づき、更なる2種類の周波数領域法を用いることが可能です。これら2つのメソッドは光強度変調光電圧分光法 (IMVS): 変調した光強度と生成された交流電圧間での伝達機能の測定と、光強度変調光電流分光法 (IMPS): 変調した光強度と生成された交流電流間での伝達機能の測定です。このApplication Noteでは、光起電装置の IMVS および IMPSによる特性評価を実施するため、Autolab Optical Bench キットと組み合わせた、FRA32M モジュール搭載の Metrohm Autolab PGSTAT302Nの使用について説明されています。

太陽電池または光電電池は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する装置です。色素増感太陽電池 (DSC) は、ローコストの光電変換 (PV) 装置として、目下のところ再生可能エネルギーを背景に集中的に行われている研究の主題です。PVで発生する電力はゼロエミッションで、モジュール式であり、太陽光のあるところならどこでもエネルギーを生成することが可能です。PV装置の標準特性評価技術は、様々な入射光量強度における直流電圧曲線の測定にあります。

このApplication Noteでは、電気化学インピーダンス測定中の個々の周波数のための生のタイムドメインデータの記録の長所について説明されています。

TEMPO の電気酸化反応における動態パラメータならびに質量移動パラメータは、Autolab Microcell HC システムのための TSC Surface 測定セルを用いて測定されます。この電池により、温度管理下での3つの電極コンフィグレーションにおける液体電解質中の電気化学プロセスの研究が可能となります。

電解質の電気伝導度を計算するには、電池のセル定数を知る必要があります。FRA32M モジュールを装備した Metrohm Autolab PGSTAT204 と Autolab Microcell HC セットアップとの組み合わせが、温度管理された電気化学セル TSC1600 の電気伝導度セル定数の測定に使われました。

燃料電池やバッテリーなどといったローインピーダンス装置が負荷と接続する経路は、その性能に影響を与えます。この技術資料では、市販のリチウムイオン電池における EIS の結果の比較を掲載しています。バッテリーがポテンショスタットと接続する経路を変えながら、様々な EIS 測定を実施しています。

このApplication Noteでは、二方向に接続された商業用バッテリーの試験のために電気化学インピーダンス分光法 (EIS) が用いられています。最初の EIS 測定では、バッテリーは二端子測定のコンフィグレーションに接続されています。2つ目の EIS 測定では、バッテリーは四端子測定 (ケルビン接続) のコンフィグレーションに接続されています。リード線の接続方法の違いにより、バッテリーに対して測定されたインピーダンス値が異なるという結果が生じます。

銅はほぼ間違いなく、特に半導体産業において科学技術的に最も関連性のある金属の1つでしょう。この産業で用いられる蒸着プロセスは、デュアルダマシンプロセスとして知られ、それは添加物が存在する上で、酸性の第二銅化合物からの銅の電着に作用します。このApplication Noteでは、銅の電着についての調査と、Cu+中間体検出のための Autolab 回転リングディスク電極 (RRDE) 　の使用について説明されています。

回転円筒電極（RCE）を利用した電気化学測定は、ラボ環境で実際のパイプ条件のシュミレーションが必要な場合に、工業分野の腐食アプリケーションで幅広く用いられています。 RCE測定は、回転ディスク電極(RDE)測定および回転リングディスク電極(RRDE)測定とともに、強制的に対流条件を引き起こす対流電気化学実験に分類されます。 本ホワイトペーパーは、電気化学測定、特に乱流条件下（回転円筒電極を利用した場合など）で行う測定に影響を及ぼす特異性およびパラメータについてより深い洞察を可能にし、この測定法利用の完璧なベストプラクティスの構図を示します。付録には、パラメータの概要と簡単な説明、および RCEを用いた電気化学セル内の流体の挙動に適用される法則を掲載しています。

この文書では、スクリーンプリント電極を用いた時間分解ラマン分光電気化学測定についてご紹介します。使用される装置は、785 nm レーザー光源、高分解能ラマンスペクトロメーター、およびバイポテンショスタット/ガルバノスタットの組み合わせが完全一体型ボックスに統合されています。実験は、リアルタイムでのデータ収集および有用なデータ処理を可能にする、高性能の分光電気化学ソフトウェアによりコントロールされます。

This Metrohm White Paper presents the important role of electrochemistry in the environmental sciences. The applications have to do with basic research for the fuel cell that yields energy from wastewater, the electrical clean-up of contaminated soil and electrochemical CO2 reduction of greenhouse gases for isolating chemical raw materials.

世界的なウィルスの発生は世代を超えて行っているため、迅速、高感度、費用効果の高い検査方法の確立が不可欠です。電気化学測定装置用のスクリーンプリント電極（SPE）を使用すると、人員や手間のかかる装置を必要とせずに検査が可能です。スクリーンプリント電極を使用した研究例をいくつか紹介いたします。 Metrohm DropSensは、カスタムメイドのSPEの高い生産能力と、有効なISO 13485認証«医療機器用センサーの製造»を組み合わせています。つまり、これらのSPEで開発されたテスト手順は、より大規模な運用に向けて確実にスケールアップでき、商業化のための規制当局の承認が容易になります。

1991年のリチウムイオン電池の商品化は、それに先立つ数十余年間において、世界中の科学者や技術者の統率のもとで行われた徹底的な研究開発 (R&D) の集大成です。リチウムイオン電池やその他の充電式バッテリーの更なる開発は、今日もなお続けられています。グリーンテクノロジーによって定義付けられた新時代に向かって世界が急進する中、特に自動車業界から来るエネルギー貯蔵システムへの需要の増大を満たすため、より実用的的で精確なR&Dが求められています。このホワイトペーパーは、リチウムイオン電池技術の基本を紹介し、読者にリチウムイオン電池研究に関連する技術と専門用語について説明するものです。

NIR分光法にはこれまで、このスペクトル範囲での吸水が原因での限界がありました。このように、よく知られた水分限界は、NIR分光電気化学のための新たなアプリケーションの開発を制限してきました。この文書では、このスペクトル範囲での水性の働きかけを最小化するか、あるいは除去までもできるいくつかの興味深い代替法を紹介します。

腐食とは、金属の変質または劣化を伴うプロセスを指します。最も一般的な腐食の例は、金属または合金の劣化です。多くの腐食現象は電気化学的性質を有し、腐食中の金属の表面で起こる少なくとも2つの反応から構成されます。反応のひとつは酸化であり (例えば鉄の分解)、陽極部分反応とも呼ばれます。もう1つは還元反応であり (例えば酸素の還元)、陰極部分反応とも呼ばれます。電気化学反応の製品は、最終製品を形成するために化学的に互いに反応し合います (例えば錆)。

食品や飲料の賞味期限は、使用する包装材によって異なります。金属は様々な防腐剤や食品と互換性のある層を積層することができるため、包装材に最適です。電気化学インピーダンス分光法 (EIS) などの電気化学測定装置は、層の損傷をチェックすることができます。

燃料電池は、燃料（通常は水素）と酸化剤（通常は酸素）を電気化学的に結合させることで電気と熱を生成する電気化学エネルギー変換装置です。高い効率により、同じ出力の化石燃料ベースの技術と比較して、二酸化炭素排出量が大幅に削減され、SOxとNOx（改質燃料使用時）もごくわずかです。

多数のサンプルに対するルーチン測定においては、自動サンプル処理および分析は非常に便利です。メトロームは、高性能なリキッドハンドリング装置を幅広く提供しており、これらはオートラボ (Autolab) 製品シリーズと組み合わせて使用することができ、NOVAソフトウェアによって直接制御することできます。

858プロフェッショナルサンプルプロセッサーは、大量のサンプルを自動処理できるロボット式液体ハンドリングシステムです。NOVAソフトウェアから直接制御できるプラットフォームにより、オートラボ (Autolab) ポテンショスタット／ガルバノスタットと組み合わせることで、ハイスループットの電気化学測定を自動化することができます。

この Application Note では、電気化学インピーダンス分光法 (EIS) に基づく、市販リチウムイオン電池正極材料の既知の多孔性と膜厚による厚み方向トーチオシティ τ の測定法をご紹介します。

腐食抑制剤は、金属の腐食速度を低下させる物質です。腐食抑制剤は通常、腐食環境に少量の濃度で添加されます。この技術資料(アプリケーションノート)では、Metrohm Autolabの装置を用いて、腐食抑制剤の品質をチェックする方法を紹介します。

電気化学電池では付加電位または測定電位が参照されるのに対し、参照電極は安定かつ適切に定義された電気化学的ポテンシャル (一定の温度において) を有します。そのため、良い参照電極は安定しており、非分極性です。言い換えると、このような電極の電位は使用される環境において、また低い電流通過においても安定性を維持します。このApplication Noteでは、もっともよく使用されている参照電極が、その使用範囲と共にリストアップされています。

燃料電池スタックの動作特性は、通常、極化曲線および出力密度曲線を測定することによって評価されます。これらの曲線は、スタックの性能を迅速に評価するための指標となり、最適な動作条件（温度、湿度、電極触媒、イオン交換膜など）を判断するためにも有用です。

負荷をかけた状態で燃料電池に対してインピーダンス測定を行うことで、燃料電池を構成する各要素がその動作に与える影響や（検出可能であれば）劣化の影響を評価することが可能となります。高電流密度での測定を行うために、Autolabシステムはサードパーティ製の電子負荷装置と接続することができ、これにより装置の測定可能範囲が複数桁にわたって拡張されます。

腐食とは、金属の劣化やそれを伴うプロセスを指します。腐食の最も一般的な例は、鉄における錆(さび)の形成です。ほとんどの腐食現象は電気化学的な性質を持ち、腐食する金属の表面で少なくとも2つの反応が起こります。

ASTM 規格 G100 は、アルミニウム 3003-H14 およびその他の合金の局部腐食を試験する電気化学的手法です。周期的なガルバノ階段波分極（galvanostaircase）は、上方向および下方向のスキャンから構成されます。各ステップ終了時の電位値を収集し、線形フィッティングを行い、零電流における電位値を求めます。

国際規格 ISO 17463は、金属上の高インピーダンス有機保護被膜の防食特性の測定について記載しています。この技術では、電気化学インピーダンス分光法（EIS）測定、カソード分極、ポテンシャル緩和から構成されるサイクルを用います。この技術資料(アプリケーションノート)では、Metrohm Autolab PGSTAT M204とフラットセルが国際規格 ISO 17463に準拠していることを示します。

この技術資料(アプリケーションノート)は、高温での孔食形成に対するステンレス鋼およびステンレス鋼に関連するその他の合金の耐性を試験するために開発された ASTM 規格 G150 に基づいています。 これは、電位に依存しない臨界孔食温度 (CPT) を測定することによって達成されます。CPT は、孔食が発生する最低温度として定義されます。 CPT実験は、セル温度を上昇させながらサンプルに電位を印加し、電流を記録します。

電気化学的手法は、腐食速度の測定に用いられてきた従来の方法に代わる方法を提供します。例えば、金属材料が腐食する速度である腐食速度は、リニアスイープボルタンメトリー(LSV)のようなシンプルな電気化学測定から計算することができます。

技術的な困難を乗り越えるため、数多くの燃料電池の種類が開発されてきました。本アプリケーションノートでは、プロトン交換膜型燃料電池、直接メタノール型燃料電池、固体酸化物型燃料電池について詳細に解説します。

金属の腐食は、多くの産業分野だけでなく、私生活にも深刻な影響を及ぼし、莫大なコストをもたらす問題となります。この技術資料(アプリケーションノート)では、様々な金属の電気化学腐食試験で得られた結果を文献データと比較します。

回転円筒電極 (RCE) は、その円筒周囲の流れ条件をリアルにシミュレーションし、サンプル表面で乱流を発生させるために用いられています。この 技術資料(アプリケーションノート)では他のすべての実験条件を変えずに腐食率が測定され、静止と乱流の状態が比較されています。直線分極 (LP) 技術は、RCE (回転あり、および回転なし) と共に用いられました。

高電流で動作する燃料電池において、PGSTATと電子負荷装置を組み合わせて電気化学インピーダンス分光法（EIS）を行う手法について説明します。

スーパーキャパシタ（ウルトラキャパシタ、電気化学キャパシタ、または二重層キャパシタとも呼ばれます）は、電荷を蓄え、放出する能力を持つ電気化学デバイスであり、短時間に高い出力密度を供給することが可能です。電気エネルギーを効率的に蓄え、非常に短時間で放出できる特性により、短時間のバックアップ電源やピーク電力の供給が求められる用途に最適です。

この技術資料(アプリケーション ノート)では、段階的溶解測定 (SDM) の前後で、EIS を 3 つのコーティングされたアルミニウム サンプルに適用します。 この手法は、技術資料(アプリケーション ノート) AN-COR-08でレビューされています。

色素増感太陽電池を電気化学インピーダンス分光法(EIS)で評価する手法を解説します。ポテンショスタットAutolab PGSTAT302NとFRA32Mモジュールを用い、直流測定では得られない内部挙動を、さまざまな光強度の動作条件下で周波数領域から調べる測定例と、ナイキストプロットの等価回路による解析を紹介します。

この技術資料では、Autolab PGSTAT302NとBOOSTER20A、NOVAソフトウェアを用いたリチウムイオン電池の定電流充放電を解説します。公称容量2.6 Ahの電池を0.1C〜2Cのレートで充放電し、電位プロットと容量の算出結果から、レートによる電位プラトーや取り出せる容量の違いを紹介します。

ポテンショスタット/ガルバノスタット(PGSTAT)の動作原理と電気化学セルの構成を基礎から解説します。定電位・定電流モードの制御の仕組みや測定回路、セルケーブルの接続、作用極・対極・参照極の役割に加え、電池や太陽電池の評価に使う2電極、一般的な3電極、膜の伝導率測定に使う4電極の各セル構成を紹介します。

ニッケル水素電池パックの高電圧充放電特性を、ポテンショスタットAutolab PGSTAT302Nと電圧マルチプライヤの組み合わせで評価する手法を解説します。測定上限10 Vを超える電圧を最大±30 Vまで拡張し、直列接続したパックでの定電流・定電位充放電測定や電気化学インピーダンス分光法への適用例を紹介します。