Instrumente

Potentiostate

Die Bedeutung der Elektrochemie und elektrochemischer Prozesse in Wissenschaft, Forschung und Industrie ist sehr eng verbunden mit der Entwicklung elektrochemischer Messinstrumente, den Potentiostaten. Zum einen „liefert“ ein Potentiostat die nötige Triebkraft bzw. Aktivierungsenergie, um Reaktionen zu beschleunigen und erfahrbar zu machen, zum anderen ergibt sich durch Strom- und Spannungsmessung eine vielfältige und präzise Analyse der Reaktionskinetik und -stöchiometrie.

Ein Potentiostat verbindet aber nicht nur Strom- und Spannungsversorgung mit Strom- und Spannungsmessung, durch die hochpräzise und angepasste Messtechnik ist er das Schweizer Taschenmesser für elektrochemiebasierte Methodik. Basisinformationen zur Funktionsweise von Potentiostaten finden Sie hier.

Operationsverstärker (OPA)

Das Herzstück eines Potentiostats ist der Operationsverstärker (OPA), der als Differenzverstärker die zwei Eingangssignale von Arbeits- (WE) und Referenzelektrode (RE) abgleicht und zur Angleichung einen entsprechenden Stromfluss zur Gegenelektrode freigibt. Solange die Potentialdifferenz zwischen Arbeits- und Referenzelektrode nicht dem gewünschten Wert entspricht, regelt der OPA den Stromfluss durch die Zelle zwischen Gegen- und Arbeitselektrode.

 

Operationsverstärker (OPA)
Funktionsweise eines Potentiostaten

Mehrkanalpotentiostaten

Ein weiterer Aspekt, welcher in Folge der mikroelektronischen Architektur moderner Potentiostate aufkommt, ist die Entwicklung von Mehrkanalgeräten. Durch die Minimierung der Hardwareabmessungen können mehrere Messkanäle in einem immer noch kompakten Gehäuse untergebracht werden. Mehrkanalpotentiostate steigern damit den Messdurchsatz und insgesamt das Tempo der Forschung. Außerdem verringert sich der Preis pro Messkanal teilweise deutlich, sodass es auch eine ökonomische Entscheidung sein kann, auf einen Mehrkanalpotentiostat zu setzen.

Origalys: Mehrkanalpotentiostat auf Modulbasis

Die Modulidee wird von Origalys aufgegriffen, aber durch den Verzicht auf ein gemeinsames Gehäuse bleiben die Module einzeln nutzbar. Die Kombination unterschiedlicher Spezifikationen ist dennoch möglich.

Palmsens: MultiPalmSens4 verbunden mit Rechner
EKT Potentiostate Miltiemstat4

PalmSens kombiniert die einzelnen Hardwaremodule des PalmSens4 und EmStat4 zu MultiPalmSens4 und MultiEmStat4. Somit ergeben sich die exakt gleichen Spezifikationen wie beim Einkanalmodell. Gerade der MultiEmStat4 bietet sehr viel Kanal und Leistung fürs Geld.

Ivium: IVIUMnStat Multikanal Potentiostat
EKT Potentiostate Iviumnstat

Bei den Mehrkanalgeräten von Ivium gibt es zwei Varianten: Der OctoStat, als 30 oder 200 mA oder 5 A-Gerät mit jeweils 8 Kanälen und die n-Stat-Reihe mit Einsteckmodulen. Dabei kann ein Einheitsgehäuse mit unterschiedlichen Modulen in unzähligen Varianten bestückt werden. Die OctoStat-Modelle sind vor allem für Untersuchungen an elektrochemischen Energiesystemen, wie Batterien und Brennstoffzellen, relevant. Durch die Multiplizität der Messkanäle kann ein besonders günstiges Preis/Kanal-Verhältnis erzielt werden. Die n-Stat-Modelle zielen auf Nutzer flexibler Messtechnik ab, da hierbei je nach Anforderung unterschiedliche Modul-Spezifikationen kombiniert werden können.