Quels sont les différents types de potentiostats et leurs applications ?
L'électrochimie est un domaine très vaste dont les applications sont très variées. Cela se reflète également dans les instruments électrochimiques. Les potentiostats, les galvanostats et les analyseurs d'impédance sont assez polyvalents, mais ils sont souvent axés sur certaines propriétés ajoutées en vue d'une application.
De nombreux instruments de recherche sont en fait une combinaison de potentiostats, de galavanostats et d'analyseurs d'impédance. Ces combinaisons sont souvent appelées simplement potentiostats et non potentiostat/galvanostat.
Les instruments électrochimiques ont de nombreuses applications différentes.
Applications de conversion de l'énergie
Les batteries, les supercondensateurs, les piles à combustible, les cellules solaires, l'évolution de l'hydrogène et d'autres applications de conversion de l'énergie sont développés pour stocker plus de charge, avoir une puissance plus élevée, etc. Par conséquent, on demande souvent des courants de 1 A ou plus et des tensions de plus de 6 V. Cependant, il existe également des piles boutons, des piles à biocarburant et d'autres dispositifs énergétiques similaires de faible puissance pour lesquels un courant de 100 µA est suffisant.
Recherche sur la corrosion
La recherche sur la corrosion est un domaine très vaste. Les exigences varient de la mesure de courants de l'ordre de nA à A. Les principales influences sur le courant sont la surface de l'échantillon, le matériau de l'échantillon et la présence de revêtements. Les implants dentaires nécessitent des courants très faibles, tandis que la caractérisation de nouveaux alliages peut conduire à des courants assez élevés. Dans le domaine de la recherche sur la corrosion, les mesures sont souvent effectuées en dehors du laboratoire. Les pipelines ou les bâtiments doivent être examinés sur place. Les chercheurs en corrosion disposent donc de nombreux accessoires qui leur permettent d'effectuer des analyses électrochimiques sur des objets cylindriques ou plats, ou sur des sections d'échantillons de très grande taille.
En outre, la recherche sur la corrosion nécessite souvent un traitement important des données brutes. Par exemple, pour suivre l'évolution de la résistance de polarisation dans le temps, il faut effectuer pour chaque point de mesure une petite voltamétrie linéaire (LSV), également connue sous le nom de polarisation linéaire (LP), sur environ 20 mV, suivie d'un ajustement linéaire, puis diviser 1 par la pente pour obtenir la résistance de polarisation. Par conséquent, les logiciels de traitement automatisé des données sont très répandus dans le domaine de la recherche sur la corrosion.
Électroanalyse
L'électroanalyse répond à la question de savoir quelle est la concentration d'une certaine substance ou, dans des cas plus simples, si la substance est présente ou non. L'électroanalyse nécessite souvent des mesures précises de courant de l'ordre du µA ou moins. De nombreuses applications bénéficient également de mesures sur site. Par exemple, la mesure de la qualité de l'eau à proximité d'un puits permet d'agir immédiatement si l'eau n'est pas potable. Les potentiostats conçus pour l'électroanalyse présentent une grande précision aux faibles courants et sont portables.
Il ne s'agit là que de trois groupes d'applications électrochimiques, mais il en existe d'autres à explorer, comme l'électrocatalyse, l'électrodéposition et la photoélectrochimie.
Différents types de potentiostats
En raison du large éventail d'applications de l'électrochimie, il existe différents types de potentiostats.
- La plupart du temps, on utilise des potentiostats à canal unique. Ces appareils sont conçus pour fonctionner dans une seule cellule.
- Les bipotentiostats, ou Bipots en abrégé, offrent une deuxième électrode de travail qui partage la même électrode de référence et la même contre-électrode que la première électrode de travail. Ces potentiostats sont pratiques pour comparer deux électrodes différentes dans la même cellule, par exemple une sonde sélective et un blanc. Ils sont également utiles pour les électrodes à anneau et disque rotatif (RRDE), lorsqu'une électrode en forme d'anneau et une électrode en forme de disque doivent être contrôlées simultanément dans la même cellule.
- Le nombre d'électrodes de travail peut être encore plus élevé. Un dispositif comportant plusieurs électrodes de travail et seulement une électrode de référence et une contre-électrode est un polypotentiostat.
- Les potentiostats multicanaux constituent une option plus puissante pour les électrodes multiples. Ces instruments abritent plusieurs potentiostats dans un même boîtier. Ils peuvent fonctionner en même temps ou indépendamment les uns des autres. Les canaux peuvent exécuter les mêmes techniques ou des techniques différentes, car chaque canal est un potentiostat. Il existe également des potentiostats multicanaux qui peuvent être utilisés comme polypotentiostats, c'est-à-dire que plusieurs électrodes de travail partagent une contre-électrode et une électrode de référence. Nous avons une note d'application détaillée à ce sujet.
- La demande de mesures sur site a conduit au développement de potentiostats portables. PalmSens propose des potentiostats compacts alimentés par batterie et dotés d'une connexion Bluetooth, idéaux pour l'électroanalyse. La large gamme de courants combinée à notre logiciel convivial rend le potentiostat intéressant pour la recherche sur la corrosion. Dans le domaine des conversions d'énergie, nous proposons également des potentiostats capables de fournir des courants allant jusqu'à 200 mA.