等価回路

電気化学インピーダンス分光法(EIS)は複雑で、データの解析は大変な作業です。等価回路とフィッティングアルゴリズムを使用することは、分析をより簡単に、より理解しやすく、視覚的にする一般的な方法です。

等価回路は電気化学セルのシステムと等価な回路です。各効果または全インピーダンスへの寄与は、電気成分で置き換えられます。例えば、酸化還元活性種を含む電解質と接触している金属電極には、インピーダンスに寄与する 4 つの効果があります。

図1 | 回路図中の
ワーバーグ素子を含むランドルズ回路のEISおよび回路図、ボード線図、ナイキスト線図

電流は作用電極と対極の間の溶液を通らなければならず、これはオーミック抵抗(溶液抵抗)のように作用します。

電流は電極を通して2つの方法で流れることができます。ひとつは電気化学反応、つまり電極を溶液から電極へ、またはその逆へ移動させることです。もう1つの方法は、電気化学二重層を充電することで、コンデンサーのように機能する。

最後の貢献は、電極の前での活性種の拡散制限、またはより良い枯渇です。枯渇の結果は古典的な電子部品ではシミュレートできません。新しい架空の要素、ワールブルグインピーダンスが作られました。

結果として得られる回路はランデルス回路として知られています。

他のシステムの等価回路、特に腐食研究中の等価回路は、しばしばより複雑です。しかし、等価回路の理論値を実際の測定データに当てはめることで、セル全体に対する異なるコンポーネントの寄与を計算することができます。

図2|皮膜下の抵抗が大きい不融化皮膜の等価回路

等価回路とフィッティングの詳細については、ナレッジベースの該当 記事を参照してください。

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