Elettrochimica

Perché i potenziostati Metrohm? – Siamo leader del mercato globale

Potenziostati e galvanostati – FAQs

Cos'è un potenziostato? E qual è la differenza tra un potenziostato e un galvanostato?

Un potenziostato è uno strumento elettrochimico che controlla la differenza di potenziale (tensione) tra l'elettrodo di lavoro e l'elettrodo di riferimento mentre misura il flusso di corrente risultante tra l'elettrodo di lavoro e il controelettrodo (noto anche come elettrodo ausiliario). Il potenziostato mantiene un potenziale costante, consentendo un controllo preciso e la misurazione delle reazioni elettrochimiche negli studi sulla corrosione, nella galvanica, nei test delle batterie e nello sviluppo di sensori.

Un galvanostato, invece, è uno strumento elettrochimico che controlla la corrente della cella anziché la tensione della cella.

Tutti gli strumenti elettrochimici Metrohm combinano sia il potenziostato che il galvanostato in un unico dispositivo. Gli utenti possono selezionare la modalità appropriata (potenziostatica o galvanostatica) in base ai requisiti sperimentali.

Scopri di più su come funziona un potenziostato e sul ruolo degli elettrodi utilizzati nelle misurazioni elettrochimiche:

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

Modalità galvanostatica e potenziostatica

Quando scegliere la modalità potenziostatica:

• Quando si studiano reazioni redox, corrosione, galvanica o qualsiasi processo in cui è fondamentale mantenere un potenziale costante.
  
• Quando si esegue la voltammetria ciclica o altre tecniche che implicano lo spostamento del potenziale attraverso un intervallo di valori.
• Quando si studia il comportamento elettrochimico, la cinetica e le proprietà della superficie degli elettrodi.

Application note: Potentiostatic intermittent titration technique (PITT)

Application note: ASTM G5 – Potentiodynamic Anodic Polarization Measurements

Application note: Cyclic Potentiodynamic Polarization Measurements as per ASTM G61

Quando scegliere la modalità galvanostatica:

• Quando si studia l'elettrolisi, l'elettrodeposizione o qualsiasi processo in cui il mantenimento di una corrente costante è fondamentale.
• Quando si eseguono esperimenti che coinvolgono celle a combustibile, batterie o qualsiasi cella elettrochimica che richiede un input di corrente specifico.
• Quando si utilizza la spettroscopia di impedenza elettrochimica o altre tecniche che analizzano la risposta elettrica di un sistema.

Application note: Galvanostatic charge-discharge of a Li-ion battery with Autolab

Application note: ASTM G100 – Cyclic Galvanostaircase Polarization

Application note: Galvanostatic Intermittent Titration Technique (GITT)

Quando utilizzare la modalità con messa a terra e la modalità flottante in un potenziostato? Cos'è il flottante selezionabile?

In un potenziostato, la modalità messa a terra viene utilizzata quando nessuno degli elettrodi né la cella hanno un collegamento diretto con la terra. Questa è la modalità più comunemente utilizzata per la stragrande maggioranza degli esperimenti elettrochimici eseguiti nei laboratori (ad esempio, ricerca sull'elettrochimica umida, ricerca sulle batterie, test di corrosione in laboratorio, ecc.). Se durante gli esperimenti elettrochimici vengono utilizzati altri dispositivi, è possibile utilizzare la gabbia di Faraday per metterli a terra.

La modalità flottante deve essere utilizzata nei seguenti tre casi principali:

1. Quando l'elettrodo di lavoro è direttamente collegato alla terra (grounded WE): test di corrosione all'aria aperta, permeazione di idrogeno, microscopia elettronica in situ
2. Quando il controelettrodo è collegato direttamente alla terra (messa a terra CE): bioreattori, autoclave
3. Quando l'intera cella è collegata direttamente alla terra (cella collegata a terra): Tribocorrosione, autoclave

Per ognuno dei casi sopra menzionati, la corretta misurazione della corrente è possibile solo se il potenziostato viene utilizzato con la modalità flottante corretta.

A causa dell'ampia variazione dei requisiti sperimentali e dei tipi di celle elettrochimiche, l'uso di uno strumento elettrochimico con caratteristica flottante (come VIONIC o µStat-i multiX ) offre ulteriore versatilità all'utente.

Come scegliere un potenziostato adatto?

Criterio 1: Intervallo di tensione e corrente

Considera la gamma di potenziali e correnti con cui prevedi di lavorare.

• Requisito di base: tensione di conformità fino a ± 10 V, max. corrente fino a ± 100 mA: PGSTAT101, Autolab IMP, μStat-i 400 –Piccolo, leggero e conveniente
• Requisito moderato: tensione di conformità ± 20 V, max. corrente ± 400 mA: PGSTAT204 – Piccolo e in grado di aggiungere un ulteriore modulo (ad esempio EIS)
• Requisito avanzato: tensione di conformità ± 30 V, max. corrente ±2 A (aggiornabile): PGSTAT302N – Personalizzabile con una gamma di moduli
• Requisito stringente: tensione di conformità ± 50 V, max. corrente ± 6 A: VIONIC powered by INTELLO – Massime specifiche e multi-moduli in un unico strumento

Criterio 2: è necessario un throughput elevato o il multicanale?

Se prevedi di eseguire più esperimenti contemporaneamente, potresti aver bisogno di un potenziostato con più canali.

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Criterio 3: portabilità

Un potenziostato portatile può essere utile in vari scenari in cui sono necessari mobilità, lavoro sul campo o misurazioni in loco. Metrohm può fornire potenziostati portatili sia monocanale che multicanale.

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Criterio 4: Elettrochimica combinata con strumenti di terze parti o spettroelettrochimica integrata in un unico strumento