เครื่องวิเคราะห์เคมีไฟฟ้า

ทำไมถึงต้องใช้ Metrohm potentiostats? – เราคือผู้นำทางด้านการตลาดระดับโลก

Potentiostats and galvanostats – คำถามที่พบบ่อย (FAQs)

potentiostat คืออะไร? ความแตกต่างระหว่าง potentiostat และ galvanostat?

potentiostat คือเครื่องมือที่วัดความต่างศักย์ ระหว่างขั้วไฟฟ้าทำงานกับขั้วไฟฟ้าอ้างอิง โดยวัดกระแสที่ไหลระหว่างขั้วไฟฟ้าช่วย เครื่อง Potentiostat จะควบคุมความต่างศักย์ที่แม่นยำ เหมาะสำหรับการวิเคราะห์, การกัดกร่อน, การชุบเคลือบ,  แบตเตอรี่ และ ตัวตรวจวัด

galvanostat จะตรงข้ามกัน คือควบคุม กระแสแทนความต่างศักย์

เครื่องมือของ Metrohm electrochemical จะรวมทั้ง potentiostat และ galvanostat เข้าด้วยกันลูกค้าสามารถสลับการใช้งานระหว่างสองรูปแบบ (potentiostatic หรือ galvanostatic) ได้ตามการใช้งาน

เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการทำงานของ potentiostat และการใช้งาน electrodes:

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

Galvanostatic vs. potentiostatic mode

ควรเลือกใช้ potentiostatic mode ตอนไหน:

• เมื่อศึกษาปฏิกิริยารีดอกซ์(redox), การกัดกร่อน, หรือต้องการรักษาความต่างศักย์คงที่
• เมื่อวิเคราะห์ Cyclic voltametry หรือ เทคนิคอื่นๆที่กวาดความต่างศักย์ในช่วงที่กำหนด
• เมื่อต้องการศึกษาปฏิกิริยาทางเคมีไฟฟ้า กลไกการเกิดปฏิกิริยาที่ผิวขั้วไฟฟ้า

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

ควรเลือกใช้ galvanostatic mode ตอนไหน:

• เมื่อต้องการควบคุมกระแสคงที่เพื่อทำการชุบเคลือบ
• เมื่อทำการศึกษาฟิวเซลล์(Fuel cell), แบตเตอรี่หรือเซลเคมีไฟฟ้า, ที่ต้องการการป้อนกระแสที่แม่นยำ
• เมื่อต้องการวัด electrochemical impedance spectroscopy หรือเทคนิคอื่นที่วัดสัญญานไฟฟ้าของระบบ

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)

เมื่อไหร่ถึงควรใช้ grounded mode และfloating mode ของเครื่อง potentiostat? What is selectable floating?

เครื่อง potentiostat grounded mode จะไม่มีขั้วไฟฟ้าใดต่อโดยตรง กับสายดิน การเชื่อมต่อแบบนี้ นิยมใช้ในห้องปฏิบัติการ ในหลายแบบ ทั้งการกัดกร่อน แบตเตอรี่ หากเชื่อมต่อกับอุปกรณ์อื่น เราสามารถใช้ตู้ฟาราเดย์เพื่อต่อสายดินได้

floating mode จะถูกใช้งานใน 3 รูปแบบ:

1. เมื่อขั้วไฟฟ้าทำงานต่อตรงกับสายดิน (grounded WE): ใช้กับงานการกัดกร่อนในสิ่งแวดล้อม การวิเคราะห์ไฮโดรเจนที่ซึมผ่านกล้องอิเลกโทรนิคไมโครสโคป
2. เมื่อขั้วไฟฟ้าช่วยต่อเข้ากับสายดิน (grounded CE): ใช้กับงานการสังเคราะห์ทางชีวภาพ
3. เมื่อทั้งระบบเชื่อมต่อกับสายดิน (grounded Cell): เช่น Tribocorrosion, autoclave

หากคุณทำการทดลองข้างต้น จำเป็นต้องใช้งานด้วย floating mode.

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.

เราจะเลือกเครื่อง potentiostat ที่เหมาะสมได้อย่างไร? 

ขั้นตอนที่ 1: ช่วงความต่างศักย์และกระแสที่ใช้

พิจารณาจากงานที่ทำการวิเคราะห์ว่าใช้ความต่างศักย์และกระแสเป็นเท่าไร

• ความต้องการระดับเริ่มต้น: Compliance voltage สูงสุดถึง ± 10 V, กระแสสูงสุดถึง ± 100 mA: PGSTAT101, Autolab IMP, μStat-i 400 – ขนาดเล็ก, น้ำหนักเบาและราคาจับต้องได้
• ความต้องการระดับกลาง: Compliance voltage สูงสุดถึง ± 20 กระแสสูงสุดถึง ± 400 mA: PGSTAT204 – ขนาดเล็กและสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องได้ เช่น EIS
• ความต้องการระดับสูง: Compliance voltage สูงสุดถึง ± 30 Vกระแสสูงสุดถึง ±2 A (เพิ่มประสิทธิภาพได้) : PGSTAT302N – สามารถปรับเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องได้ตามความต้องการ
• ความต้องการระดับสูงสุด: Compliance voltage สูงสุดถึง ± 50 V กระแสสูงสุดถึง ± 6 A: VIONIC powered by INTELLO – ประสิทธิภาพเครื่องมือที่สูงที่สุด

ขั้นตอนที่ 2: ต้องการวัดหลายการทดลองในเวลาเดียวกันหรือไม่?

หากคุณต้องการวัดการทดลองหลายการทดลองในเวลาเดียวกันคุณจะต้องใช้เครื่องมือแบบ multi channel

ไปที่ Mulitchannel Line

ไปที่ Portable Multichannel Line

Criteria 3: พกพาได้

เครื่อง potentiostat ที่เคลื่อนย้ายได้ สามารถนำไปวิเคราะห์ที่หน้างานได้ Metrohm มีทั้งแบบ single-channel และ multi-channel สำหรับ potentiostats แบบพกพา

ไปที่ Portable Singlechannel Line

ไปที่ Portable Multichannel Line

ขั้นตอนที่ 4: สามารถเชื่อมต่อเข้ากับเครื่องมืออื่นๆ หรือ เครื่องวิเคราะห์ทางสเปกโตรสโคปีได้ ในระบบเดียวกัน