Potansiyostatlar & galvanostatlar

Potansiyostat, çalışma elektrodu ile referans elektrodu arasındaki potansiyel farkını (voltaj) kontrol ederken, çalışma elektrodu ile karşı elektrodu arasındaki akım akışını ölçen elektrokimyasal bir cihazdır. Sabit bir potansiyel sağlar, bu da onu redoks reaksiyonları, korozyon ve hassas potansiyel kontrolünün kritik olduğu süreçleri incelemek için ideal hale getirir.

Galvanostat ise voltaj yerine hücre akımını kontrol eder. Bu, elektroliz, elektrokaplama veya pil şarj-deşarj testi gibi sabit akımın korunmasının gerekli olduğu uygulamalar için uygun hale getirir.

Tüm Metrohm Autolab ve Metrohm Dropsens cihazları, potansiyostatik ve galvanostatik özellikleri tek bir cihazda birleştirerek, kullanıcıların deney ihtiyaçlarına göre en uygun modu seçmelerine olanak tanımaktadır.

Uygulama Notu: Potansiyostat/galvanostatın (PGSTAT) çalışma prensibine genel bakış – elektrokimyasal hücre kurulumu

Blog makalesi: Hızlı ve temel – Güvenilir elektrokimyasal ölçümler üzerindeki etkiler

Uygun bir potansiyostat seçmek için aşağıdaki kriterleri göz önünde bulundurmalısınız:

1. Gerilim ve akım aralığı
2. İş yükü
3. Taşınabilirlik
4. Hibrit veya hepsi bir arada çözüm

Gerilim ve akım aralığı

Çalışmayı beklediğiniz potansiyel ve akım aralığını göz önünde bulundurun.

• Temel gereksinim: ± 10 V'a kadar uyum gerilimi, ± 100 mA'ya kadar maksimum akım: PGSTAT101, Autolab IMP, μStat-i 400 – Küçük, hafif ve uygun fiyatlı
• Orta düzey gereksinim: Uyum voltajı ± 20 V, maks. akım ± 400 mA: PGSTAT204 – Küçük ve bir modül daha eklenebilir (örn. EIS)
• Gelişmiş gereksinim: Uyum voltajı ± 30 V, maks. akım ±2 A (yükseltilebilir): PGSTAT302N– Çeşitli modüllerle özelleştirilebilir
• Yüksek gereksinim: Uyum voltajı ± 50 V, maks. akım ± 6 A: INTELLO destekli VIONIC – Tek bir cihazda en yüksek özellikler ve çoklu modüller

İşyükü

Aynı anda birden fazla deney yapmayı planlıyorsanız, çok kanallı bir potansiyostat gerekebilir.

Çok Kanallı Ürün Grubumuzu İnceleyin

Taşınabilir Çok Kanallı Ürün Grubumuzu İnceleyin

Taşınabilirlik

Taşınabilir potansiyostat, hareketlilik, saha çalışması veya yerinde ölçümlerin gerekli olduğu çeşitli senaryolarda faydalı olabilmektedir. Metrohm, hem tek kanallı hem de çok kanallı taşınabilir potansiyostatlar sunmaktadır.

Taşınabilir Tek Kanallı Ürün Grubumuza Göz Atın

Taşınabilir Çok Kanallı Ürün Grubumuza Göz Atın

Üçüncü parti cihazlarla birleştirilmiş Hibrit Elektrokimya veya tek bir cihaza entegre edilmiş Spektroelektrokimya 

Potansiyostatlarda, elektrotların ve hücre kabının hiçbirinin toprağa doğrudan bağlantısı olmadığında topraklama modu kullanılır. Bu mod, laboratuvarlarda gerçekleştirilen elektrokimyasal deneylerde (ıslak elektrokimya araştırmaları, pil araştırmaları, laboratuvarda korozyon testleri vb.) en yaygın olarak kullanılan moddur. Elektrokimyasal deneyler sırasında başka cihazlar kullanılıyorsa, bunları topraklamak için faraday kafesi Faraday kafesi kullanılabilir.

Floating mode şağıdaki üç ana durumda kullanılmalıdır:

1. Çalışma elektrodu doğrudan toprağa bağlandığında (topraklı WE): Açık havada korozyon testleri, hidrojen geçirgenliği, yerinde elektronik mikroskopi
2. Karşı elektrot doğrudan toprağa bağlandığında (topraklı CE): Biyoreaktörler, otoklav
3. Tüm hücre doğrudan toprağa bağlandığında (topraklı Hücre): Tribokorozyon, otoklav

Yukarıda belirtilen durumların herhangi birinde, akımın doğru ölçümü ancak potansiyostat doğru floating  modda kullanıldığında mümkündür.

Seçilebilir floating, potansiyostatların/galvanostatların hücre kurulumunun temel durumunu seçme özelliğini ifade etmektedir. Deney gereksinimlerinin ve elektrokimyasal hücre türlerinin çok çeşitli olması nedeniyle, yüzer özelliğe sahip bir elektrokimyasal cihazın (VIONIC veya µStat-i multiX gibi) kullanılması, kullanıcıya ek çok yönlülük sağlamaktadır.

Elektrokimyasal hidrodinamik ölçüm yapmak ve kontrollü hidrodinamik akış veya konveksiyon oluşturmak için şunlara ihtiyacınız vardır:

•  Elektrodu sabit bir hızda döndürerek kütle transferini artıran döner disk elektrot (RDE) veya  döner halka-disk elektrot (RRDE) gibi cihazlar.
• RDE veya RRDE'yi kontrol edebilen yazılımla donatılmış potansiyostat

Metrohm olarak, özel yazılımlar aracılığıyla RDE ve RRDE cihazlarımızla kullanılabilen farklı potansiyostat modelleri sunuyoruz.

Elektrokimyasal korozyon araştırmaları için laboratuvarda türbülanslı boru akış koşullarını simüle etmek için en yaygın ve pratik yaklaşım, Dönen Silindir Elektrot (RCE) kullanmaktır. RCE kurulumu, elektrotu döndürerek boruların içinde bulunan gerçekçi türbülanslı akış koşullarını yeniden oluşturur, bu da kütle taşınımını artırır ve gerçek boru hatlarında yaşanan türbülanslı akışkan akışını simüle eder..

Ayrıca, RCE'nin dönüş hızını kontrol edebilen özel yazılıma sahip bir potansiyostat da gereklidir.

White Paper: Korozyonla Mücadele için En İyi Uygulama – Dönen Silindir Elektrot Kullanarak Boru Akış Koşulları Oluşturma

Evet, aynı hücrede iki veya daha fazla çalışma elektrotu ile elektrokimyasal ölçümler yapmak mümkündür. Araştırma ihtiyaçlarınıza göre farklı deney düzenekleri arasından seçim yapabilirsiniz.

Araştırmanızda Dönen Halka-Disk Elektrot (RRDE) veya iki çalışma elektrodunu birleştiren tek bir ekran baskılı elektrot kullanıyorsanız, bir Bipotentiostat'a ihtiyacınız olacaktır. Metrohm olarak, AUT302N vePGSTAT204 gibi Bipotentiostat işlevine sahip farklı potansiyostat modelleri veya STAT-I-400 gibi taşınabilir modeller sunuyoruz. 

Araştırmanız aynı anda ikiden fazla çalışma elektrodu elektrokimyasal hücrede gerektiriyorsa, başka çözümler de mevcuttur:

• multiBA özellikli potansiyostat: altı adede kadar çalışma elektrodu üzerinde eşzamanlı ölçümler için veya STAT-I MULTI16: 16 adede kadar çalışma elektrodu üzerinde eşzamanlı ölçümler için.
• Çoklayıcı Modüllü Potansiyostat (MUX-SCNR16): 128 adede kadar çalışma elektrotu üzerinde sıralı ölçümler için

EIS sonuçlarını analiz etmek için genellikle veri uyum araçlarına sahip özel yazılımlar gerekir. Bu süreç, esnek bir şekilde eşdeğer bir devre oluşturmayı ve hesaplanan eşdeğer verileri ölçülen sonuçlara uyarlamayı içerir. Bu uyarlama süreci sayesinde yazılım, devredeki her bir elemanın nicel değerlerini belirler ve görüntüler, böylece sistemin elektrokimyasal davranışının net bir şekilde yorumlanmasını sağlar.

Metrohm potansiyostat yazılımlarımız INTELLO, NOVA ve DropView 8400, hassas ve güvenilir EIS veri analizi sağlamak için tüm bu özellikleri sunar.