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Potenciostatos & Galvanostatos

Potenciostatos & Galvanostatos

Instrumentos Potenciostato/galvanostato para pesquisa e testes eletroquímicos.

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Potenciostatos & Galvanostatos

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Instrumentos Potenciostato/galvanostato para pesquisa e testes eletroquímicos.

Independentemente de suas necessidades, temos o potenciostato e o galvanostato certos para você

Nosso portfólio de instrumentos de medição eletroquímica inclui potenciostatos e galvanostatos compactos a modulares e de canal único a multicanal. Use os filtros para refinar sua pesquisa e encontrar o instrumento perfeito para você.

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Medições confiáveis e precisas - Componentes para seus potenciostatos

Por que os potenciostatos Metrohm? - Somos líderes no mercado global

A Metrohm define o padrão para a instrumentação eletroquímica. Há mais de 30 anos, fomos pioneiros no primeiro potenciostato/galvanostato digital disponível comercialmente sob controle completo de computador. Nossa dedicação à inovação continua a nos impulsionar. Atualmente, fornecemos uma ampla variedade de instrumentos eletroquímicos, desde compactos a modulares, de canal único a multicanal e de bancada a potenciostatos e galvanostatos portáteis.

  • Confiabilidade: Todos os nossos instrumentos passam por centenas de verificações de qualidade durante o processo de fabricação. Em média, 99% do tempo de atividade é alcançado nos primeiros 5 anos de instalação.
  • Serviço superior: Oferecemos uma garantia de 3 anos, líder do setor, para todos os nossos instrumentos, além de suporte local disponível em mais de 120 países em todo o mundo. Isso garante uma resposta rápida para vendas e serviços, geralmente em 48 horas.

Para ajudar nossos clientes a tirar o máximo proveito de nossos instrumentos, criamos uma extensa biblioteca de recursos, composta por mais de 100 notas de aplicação, whitepapers e postagens em blogs. Esse material abrange uma ampla gama de disciplinas científicas, como Eletroquímica, Pesquisa de Baterias, Ciências da Vida e Estudos de Corrosão, entre outras.

Se você estiver explorando técnicas eletroquímicas, como voltametria cíclica e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS), nossos recursos apresentam estudos de casos práticos e fórmulas ou cálculos relacionados, fornecendo suporte abrangente e adaptado às suas necessidades.

Explore nossas notas de aplicação para eletroquímica

Potenciostatos e galvanostatos - Perguntas frequentes

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

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

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

  Potentiostat (Potentiostatic Mode) Galvanostat (Galvanostatic Mode)

Columns

Voltage (potential)

Current
Measures

Current

Voltage (potential)
When to use

When maintaining constant voltage is crucial

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

Cyclic voltammetry, chronoamperometry, potentiodynamic polarization

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

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

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

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

Blog: Fast and fundamental – Influences on reliable electrochemical measurements

Consider the following criteria to select a suitable potentiostat:

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

Voltage and current range

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

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

Workload

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

Go to Mulitchannel Line

Go to Portable Multichannel Line

Portability

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

Go to Portable Singlechannel Line

Go to Portable Multichannel Line

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

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

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

Go to hyphenated spectroelectrochemistry instruments

 

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

Go to integrated spectroelectrochemistry instruments

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

O que é um potenciostato? E qual é a diferença entre um potenciostato e um galvanostato?

Um potenciostato é um instrumento eletroquímico que controla a diferença de potencial (tensão) entre o eletrodo de trabalho e o eletrodo de referência enquanto mede o fluxo de corrente resultante entre o eletrodo de trabalho e o contra-eletrodo (também chamado de eletrodo auxiliar). O potenciostato mantém um potencial constante, permitindo o controle e a medição precisos de reações eletroquímicas em estudos de corrosão, galvanoplastia, testes de bateria e desenvolvimento de sensores.

Um galvanostato, por outro lado, é um instrumento eletroquímico que controla a corrente da célula em vez da tensão da célula.

Todos os instrumentos eletroquímicos da Metrohm combinam o potenciostato e o galvanostato em um único dispositivo. Os usuários podem selecionar o modo apropriado (potenciostático ou galvanostático) com base nos requisitos experimentais.

Saiba mais sobre como funciona um potenciostato e o papel dos eletrodos usados em medições eletroquímicas:

Nota de aplicação: Visão geral básica do princípio de funcionamento de um potenciostato/galvanostato (PGSTAT) - configuração de célula eletroquímica

Blog: Rápido e fundamental - Influências em medições eletroquímicas confiáveis

Modo galvanostático vs. potenciostático

Quando escolher o modo potenciostático:

  • Ao estudar reações redox, corrosão, galvanoplastia ou qualquer processo em que seja crucial manter um potencial constante.
  • Ao realizar voltametria cíclica ou outras técnicas que envolvam a varredura do potencial em uma faixa de valores.
  • Ao investigar o comportamento eletroquímico, a cinética e as propriedades da superfície do eletrodo.

 

Nota de aplicação: Técnica de titulação intermitente potenciostática (PITT)

Nota de aplicação: ASTM G5 - Medições de polarização anódica potenciodinâmica

Nota de aplicação: Medições de polarização potenciodinâmica cíclica de acordo com a ASTM G61

Quando escolher o modo galvanostático:

  • Ao estudar eletrólise, eletrodeposição ou qualquer processo em que seja fundamental manter uma corrente constante.
  • Ao realizar experimentos envolvendo células de combustível, baterias ou qualquer célula eletroquímica que exija uma entrada de corrente específica.
  • Ao usar a espectroscopia de impedância eletroquímica ou outras técnicas que analisam a resposta elétrica de um sistema.

Nota de aplicação: Carga-descarga galvanostática de uma bateria de íons de lítio com o Autolab

Nota de aplicação: ASTM G100 - Polarização cíclica por galvanostaircase

Nota de aplicação: Técnica de titulação galvanostática intermitente (GITT)

Quando usar o modo aterrado e o modo flutuante em um potenciostato? O que é flutuação selecionável?

Em um potenciostato, o modo aterrado é usado quando nenhum dos eletrodos nem o recipiente da célula têm uma conexão direta com o aterramento. Esse é o modo mais comumente usado para a grande maioria dos experimentos eletroquímicos realizados em laboratórios (ou seja, pesquisa de eletroquímica úmida, pesquisa de bateria, teste de corrosão em laboratório, etc.). Se outros dispositivos forem usados durante os experimentos eletroquímicos, você poderá usar a gaiola de Faraday para aterrá-los.

O esquema de um PGSTAT da VIONIC em modo não flutuante. Observe a conexão EARTH (sempre conectada ao chassi metálico do instrumento) e a conexão e chave de aterramento analógico (AGND).

O modo flutuante deve ser usado nos três casos principais a seguir:

  1. Quando o eletrodo de trabalho está diretamente conectado ao aterramento (WE aterrado): Testes de corrosão ao ar livre, permeação de hidrogênio, microscopia eletrônica in-situ
  2. Quando o contraeletrodo está diretamente conectado ao aterramento (aterrado CE): Biorreatores, autoclave
  3. Quando a célula inteira está diretamente conectada ao aterramento (célula aterrada): Tribocorrosão, autoclave

Em qualquer um dos casos mencionados acima, a medição correta da corrente só é possível se o potenciostato for usado com o modo de flutuação correto.

O esquema de um PGSTAT da VIONIC em modo flutuante. Observe que o aterramento analógico (AGND) está desconectado do chassi do instrumento.

Devido à ampla variação dos requisitos experimentais e dos tipos de células eletroquímicas, o uso de um instrumento eletroquímico com um recurso de flutuação (como o VIONIC ou o µStat-i multiX, entre outros) traz mais versatilidade ao usuário.

Modo aterrado ou flutuante?

Faça o download gratuito aqui

Este white paper fornece uma definição de não flutuante e flutuante, descreve as aplicações típicas de cada modo e apresenta acessórios suplementares para personalização adicional.

Como escolher um potenciostato adequado?

Critério 1: Faixa de tensão e corrente

Considere a faixa de potenciais e correntes com as quais você espera trabalhar.

  • Requisitos básicos: Tensão de conformidade de até ± 10 V, corrente máxima de até ± 100 mA: PGSTAT101, Autolab IMP, μStat-i 400 - Pequeno, leve e econômico
  • Requisito moderado: Tensão de conformidade ± 20 V, corrente máxima ± 400 mA: PGSTAT204 - Pequeno e capaz de adicionar mais um módulo (por exemplo, EIS)
  • Requisito avançado: Tensão de conformidade ± 30 V, corrente máxima ±2 A (atualizável): PGSTAT302N - Personalizável com uma variedade de módulos
  • Requisitos rigorosos: Tensão de conformidade ± 50 V, corrente máxima ± 6 A: VIONIC powered by INTELLO - A mais alta especificação e vários módulos em um único instrumento

Critério 2: É necessário um alto rendimento ou multicanal?

Se você planeja executar vários experimentos simultaneamente, talvez precise de um potenciostato com vários canais.

 

Ir para a linha multicanal

Ir para a linha multicanal portátil

Critério 3: Portabilidade

Um potenciostato portátil pode ser benéfico em vários cenários onde a mobilidade, o trabalho de campo ou as medições no local são necessárias. A Metrohm pode fornecer potenciostatos portáteis de canal único e multicanal.

Linha portátil de canal único

Ir para a Linha Multicanal Portátil

Critério 4: Eletroquímica hifenizada com instrumentos de terceiros ou espectroeletroquímica integrada em um único instrumento

Se a sua pesquisa exige a sincronização da eletroquímica com medições ópticas (ou outras técnicas complementares) e você gostaria de ter dois instrumentos independentes para eletroquímica e espectroscopia (ou o instrumento usado na técnica complementar) como soluções hifenizadas ou independentes, considere a nossa solução hifenizada.

A solução hifenizada inclui um equipamento de espectroscopia UV-Vis ou Raman e um potenciostato Metrohm. Os potenciostatos/galvanostatos da Metrohm podem ser adquiridos separadamente e usados em configurações hifenizadas específicas, juntamente com instrumentos de terceiros. Entre em contato com o escritório de suporte local da Metrohm para obter mais detalhes. Com nossa solução hifenizada, você pode desfrutar do mais alto desempenho e flexibilidade na seleção de hardware e software.

Ir para instrumentos de espectroeletroquímica hifenizados

 

Você também pode optar pela linha de produtos integrados. Todos os componentes dos dispositivos espectroeletroquímicos, ou seja, potenciostato, espectrômetro e fonte de luz, são integrados em apenas um instrumento com um software dedicado que inclui todas as ferramentas específicas para experimentos espectroeletroquímicos, como espectroscopia UV-Vis, NIR e Raman. Com os instrumentos integrados, você se beneficia da simplicidade da configuração do hardware e do trabalho com um único software.

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