Histoire du potentiostat

Un aperçu concis du potentiostat au fil des ans

Jaroslav Heyrovský a mis au point le premier instrument polarographique en 1922 pour une utilisation avec une électrode de mercure tombante (voir figure 3.6). Il a reçu le prix Nobel de chimie en 1959.

Le successeur du polarographe, le potentiostat, est un instrument plus polyvalent. Un montage à trois électrodes est devenu possible et la plupart des potentiostats peuvent également être utilisés comme galvanostats, c'est-à-dire que le potentiel ou le courant peut être contrôlé et l'autre composante mesurée. Jusque dans les années 1980, les potentiostats étaient des instruments encombrants.

Les instruments étaient construits à l'aide d'une électronique analogique assez complexe et comportaient un panneau avant avec des interrupteurs, des potentiomètres multitours et un ou deux compteurs pour le potentiel et le courant. Le panneau arrière comportait des entrées (pour un contrôle supplémentaire du potentiel) et des sorties (pour le potentiel et le courant). Ces sorties pouvaient être utilisées pour un enregistreur X-Y. Avant l'arrivée des ordinateurs, l'enregistreur X-Y était souvent un traceur. Cette machine dessinait les résultats des mesures sur du papier gradué à l'aide d'une pointe de feutre.

Pour des applications spécifiques, des instruments analogiques sont encore utilisés (figure 3.7). De nos jours, des ordinateurs et des convertisseurs analogiques numériques/numériques analogiques (AD/DA) sont utilisés pour enregistrer les résultats d'une mesure, mais le potentiostat lui-même reste un instrument très encombrant. En outre, les connexions de câbles nécessaires sont vulnérables au bruit, car elles agissent comme des antennes, et de mauvaises connexions dues à des câbles endommagés peuvent se produire.

Dans les années 1980, des potentiostats numériques ont été mis sur le marché. Au départ, ces instruments étaient encore assez volumineux. Le développement de l'électronique numérique progressait et continue de progresser à grande vitesse et les avantages des signaux numériques (réduction du bruit et du nombre de connexions) étaient bénéfiques pour les mesures.

Les premiers instruments numériques nécessitaient de nombreux composants numériques et analogiques différents. En 2003, l'EmStat, un nouvel instrument à usage général et à faible consommation d'énergie, fabriqué sur un seul circuit imprimé de 5 cm x 3,5 cm (voir figure 3.8), a été mis sur le marché. Le composant le plus volumineux est de loin le connecteur nécessaire pour établir les connexions avec l'électrode de travail, l'électrode de référence et la contre-électrode.

Depuis que l'appareil de mesure lui-même, le potentiostat, et le moyen d'enregistrer les valeurs mesurées, un ordinateur, ont rétréci, le poste de travail électrochimique a rétréci lui aussi. Grâce à cette évolution, le domaine de recherche et le nombre d'applications de l'électrochimie augmentent. En 2001, PalmSens BV, qui s'appelait encore Palm Instruments BV à l'époque, a présenté un potentiostat alimenté par une batterie et contrôlé par un PC de poche.

En 2018, plus de 15 ans plus tard, cette idée d'un appareil électrochimique véritablement mobile a conduit à la sortie de PStouch, une application Android pour contrôler les potentiostats de PalmSens BV. L'électrochimie s'est débranchée du laboratoire et fait de plus en plus de pas dans le monde des dispositifs de point-of-care.

En moins de cent ans, l'équipement de base pour l'analyse électrochimique a été inventé et est passé de la taille d'un grand coffre à celle d'une poche.