Electrochemistry Module

Neue Anwendung: „Electrochemical Impedance Spectroscopy“

Die dielektrische Spektroskopie (auch als Impedanzspektroskopie bezeichnet) ist eine häufig in der Elektroanalyse angewendete Methode. Mit der Methode wird der Frequenzgang eines elektrochemischen Systems untersucht. Eine kleine sinusförmige Abweichung wird auf das Potenzial an der Arbeitselektrode angewendet, und der resultierende Strom wird im Frequenzbereich analysiert.

Der Real- und Imaginärteil der Impedanz liefern die kinetischen und Massentransporteigenschaften der Zelle sowie die Oberflächeneigenschaften durch die Doppelschichtkapazität.

Mithilfe der Anwendung können Sie EIS-, Nyquist- und Bode-Plots analysieren. Sie können folgende Parameter variieren: Massenkonzentration, Diffusionskoeffizient, Austauschstromdichte, Doppelschichtkapazität und maximale und minimale Frequenz.

Die Demo-Anwendung zur dielektrischen Spektroskopie – dargestellt wird ein Nyquist-Plot. Die Demo-Anwendung zur dielektrischen Spektroskopie – dargestellt wird ein Nyquist-Plot.

Die Demo-Anwendung zur dielektrischen Spektroskopie – dargestellt wird ein Nyquist-Plot.

Neue Anwendung: „Cyclic Voltammetry“

Cyclovoltammetrie ist eine Analysemethode, die häufig bei elektrochemischen Systemen angewendet wird. Bei dieser Methode wird eine Potenzialdifferenz zwischen einer Arbeitselektrode und einer Bezugselektrode von einem Startpotenzial zu einem Vertexpotenzial linear mit der Zeit hoch- und wieder zurückgefahren. Die Strom-Spannungs-Kennlinie, bezeichnet als Voltammogramm, ermöglicht Aussagen zur Reaktivität und zu den Massentransporteigenschaften eines Elektrolyts.

Mit der Anwendung „Cyclic Voltammetry“ soll die Cyclovoltammetrie-Methode demonstriert werden. Sie können die Massenkonzentration von beiden Teilchen, die Transporteigenschaften, kinetischen Parameter und die Einstellungen des Cyclovoltammeters variieren.

Grafische Benutzeroberfläche der „Cyclic Voltammetry“-Anwendung – dargestellt wird ein Cyclovoltammogramm. Grafische Benutzeroberfläche der „Cyclic Voltammetry“-Anwendung – dargestellt wird ein Cyclovoltammogramm.

Grafische Benutzeroberfläche der „Cyclic Voltammetry“-Anwendung – dargestellt wird ein Cyclovoltammogramm.

Neue Übung: „Diffuse Double Layer“

An der Elektroden-Elektrolyt-Grenze befindet sich eine dünne Raumladungsschicht, die als diffuse Doppelschicht bezeichnet wird. In diesem Bereich kann die Elektroneutralität nicht aufrechterhalten werden. Die Doppelschicht kann beim Modellieren von Bauelementen wie elektrochemischen Superkondensatoren und Nanoelektroden von Interesse sein.

In der Übung zur diffusen Doppelschichten wird gezeigt, wie die Nernst-Planck-Gleichungen mit der Poisson-Gleichung gekoppelt werden, um eine diffuse Doppelschicht gemäß des Gouy-Chapman-Stern-Modells zu beschreiben.

Die Simulationsanwendung erweitert das einfache Beispiel, indem zwei Elektroden einbezogen werden. Bei der Anwendung werden auch faradaysche (Ladungsübertragungs-) Elektrodenreaktionen berücksichtigt. Eine weitere Gleichung wird gelöst, um die Gesamtladungserhaltung sicher zu stellen.