Autolab-Prospekt - Metrohm
Autolab-Prospekt - Metrohm
Autolab-Prospekt - Metrohm
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<strong>Metrohm</strong> <strong>Autolab</strong><br />
Messinstrumente für die elektrochemische Forschung
02<br />
<strong>Metrohm</strong> <strong>Autolab</strong><br />
• Gegründet 1986<br />
• Unternehmenssitz in Utrecht, Niederlande<br />
• Seit 1999 Teil der <strong>Metrohm</strong>-Gruppe<br />
• Einführung des ersten computergesteuerten Potentiostaten/Galvanostaten<br />
• Entwicklung und Herstellung der <strong>Autolab</strong>-Qualitätsprodukte<br />
• Umfangreiche Erfahrung auf dem Gebiet der Elektrochemie<br />
• Unterstützt durch das weltweite <strong>Metrohm</strong>-Vertriebsnetzwerk<br />
• Drei Jahre Herstellergarantie auf alle Messgeräte<br />
• Der Forschung verpflichtet
Internationale Präsenz<br />
Eco Chemie – <strong>Metrohm</strong> <strong>Autolab</strong><br />
Eco Chemie wurde 1986 gegründet und ist seit 1999 Mitglied<br />
der <strong>Metrohm</strong>-Unternehmensgruppe. 2009 wurde<br />
der Name des Unternehmens in <strong>Metrohm</strong> <strong>Autolab</strong> geändert.<br />
Darin spiegelt sich die kundenorientierte Kom bi nation<br />
aus der internationalen Verkaufs- und Service orga nisation<br />
von <strong>Metrohm</strong> und der von Eco Chemie entwickelten<br />
hochwertigen Serie von Messinstrumenten wider.<br />
<strong>Metrohm</strong> <strong>Autolab</strong> ist ein ISO9001-zertifiziertes Unternehmen.<br />
<strong>Metrohm</strong> <strong>Autolab</strong>, mit Unternehmenssitz in Utrecht, Niederlande,<br />
entwickelt und produziert die <strong>Autolab</strong> Mess instrumente<br />
sowie Zubehör und Software für die Elek tro -<br />
chemie.<br />
Bekannt für seine innovative Bauweise, war der <strong>Autolab</strong><br />
der erste komplett computergesteuerte digitale Potentiostat/Galvanostat<br />
auf dem Markt. Unser neuestes Software-Paket<br />
NOVA setzt als leistungsfähige Software für<br />
die elektrochemische Forschung einmal mehr Massstäbe.<br />
03<br />
Unser Ziel ist es, mit unseren Kenntnissen und Erfahrungen<br />
auf dem Gebiet der Elektrochemie und unserem internationalen<br />
Vertriebsnetz den Forschern weltweit modernste<br />
Messtechnik und unübertroffenen Service zu bieten. Für<br />
alle <strong>Metrohm</strong> <strong>Autolab</strong> Messinstrumente wird eine dreijährige<br />
Herstellergarantie gewährt
04<br />
Serie <strong>Autolab</strong> N<br />
Bei der N-Serie handelt es sich um hochwertige Po ten tiostaten/Galvanostaten<br />
auf dem neusten Stand der Mess -<br />
technik. In jedem Gerät dieser Produktreihe stecken zwei<br />
Jahrzehnte Erfahrung bei der Konstruktion und Her stellung<br />
von Messinstrumenten.<br />
Die Geräte der N-Serie sind für alle Arten elektrochemischer<br />
Messverfahren in unterschiedlichsten Applikationsbereichen<br />
ausgelegt und geeignet. Das modulare Konzept<br />
bietet die Möglichkeit, jedes Gerät Ihren aktuellen<br />
und zukünftigen Anforderungen entsprechend anzupassen<br />
und zu erweitern.<br />
PGSTAT128N 12 V / 800 mA<br />
<strong>Autolab</strong> Messinstrumente sind weltweit für ihre Qualität<br />
und Zuverlässigkeit bekannt. <strong>Metrohm</strong> <strong>Autolab</strong> verwendet<br />
bei der Herstellung seiner Produkte nur die besten<br />
und robustesten Komponenten. Dies macht die Geräte<br />
der N-Serie zur ersten Wahl beim Einsatz im Rahmen<br />
Ih rer Forschungsprojekte.<br />
PGSTAT302N 30 V / 2000 mA<br />
PGSTAT100N 100 V / 250 mA
05<br />
Modulare Bauweise<br />
<strong>Autolab</strong>/PGSTAT128N<br />
Das Einstiegsgerät aus der Familie modularer <strong>Autolab</strong><br />
Mess instrumente, der <strong>Autolab</strong> PGSTAT128N, ist ein geräuscharmer,<br />
schneller Potentiostat/Galvanostat mit ei nem<br />
Messbereich bis maximal 800 mA (10 A mit BOOSTER10A)<br />
und einer Ausgangsspannung von 12 V. Der <strong>Autolab</strong>/<br />
PGSTAT128N ist eine leistungsstarke, preis werte Option<br />
für elektrochemische Messungen in klei nen Zellen. Das<br />
kostengünstige Gerät ist ideal für alle Nie drig stromanwen<br />
dungen, bei denen Leistung im Vor dergrund steht.<br />
Die Messmöglichkeiten des <strong>Autolab</strong>/PGSTAT128N können<br />
mithilfe eines oder mehrerer optionaler Module oder<br />
Zubehörteile anwendergerecht angepasst und erweitert<br />
werden. Analoge und digitale Ein- und Ausgänge zum<br />
An schliessen und Steuern von Peripheriegeräten sind verfügbar.<br />
Optionale Module<br />
• BOOSTER10A<br />
• FRA32M<br />
• ADC10M<br />
• SCAN250<br />
• ECD<br />
• FI20<br />
• ECN<br />
• pX1000<br />
• EQCM<br />
• BA<br />
• MUX<br />
Gerätespezifikationen<br />
• Elektrodenanschlüsse 2, 3 und 4<br />
• Potentialbereich +/ 10 V<br />
• Ausgangsspannung +/ 12 V<br />
• Maximalstrom<br />
+/ 800 mA<br />
(10 A mit BOOSTER10A)<br />
1 A bis 10 nA,<br />
• Strombereiche in 9 Bereichen (erweiterbar<br />
bis 100 pA mit Modul ECD)<br />
• Potentialgenauigkeit +/ 0,2%<br />
• Potentialauflösung 0,3 µV<br />
• Stromgenauigkeit +/ 0,2%<br />
• Stromauflösung<br />
0,0003%<br />
(des Strombereichs)<br />
• Eingangsimpedanz > 1 TOhm<br />
• Bandbreite des<br />
Potentiostaten<br />
500 kHz<br />
• Computerschnittstelle USB<br />
• Steuerungssoftware NOVA
02 06<br />
Höchstleistung<br />
<strong>Autolab</strong>/PGSTAT302N<br />
Der <strong>Autolab</strong> PGSTAT302N ist ein modularer Hoch leistungs<br />
potentiostat/Galvanostat mit einem Maximalstrom<br />
von 2 A (20 A mit BOOSTER20A) und einer Ausgangsspan<br />
nung von 30 V. Der PGSTAT302N ist der Massstab<br />
für schnelle digitale Potentiostaten/Galvanostaten.<br />
Aufgrund seiner Bandbreite von mehr als 1 MHz kann<br />
der PGSTAT302N mit allen verfügbaren <strong>Autolab</strong>-Modulen<br />
kombiniert werden. Dies macht ihn nicht nur zum<br />
schnellsten, sondern auch zum vielseitigsten Vertreter<br />
der <strong>Autolab</strong> N-Serie. Analoge und digitale Ein- und Ausgänge<br />
zum Anschliessen und Steuern von Peripherie geräten<br />
sind verfügbar.<br />
Optionale Module<br />
• BOOSTER10A<br />
• BOOSTER20A<br />
• FRA32M<br />
• ADC10M<br />
• SCAN250<br />
• ECD<br />
• FI20<br />
• ECN<br />
• pX1000<br />
• EQCM<br />
• BA<br />
• MUX<br />
Gerätespezifikationen<br />
• Elektrodenanschlüsse 2, 3 und 4<br />
• Potentialbereich +/ 10 V<br />
• Ausgangsspannung +/ 30 V<br />
• Maximalstrom<br />
+/ 2 A<br />
(20 A mit BOOSTER20A)<br />
1 A bis 10 nA,<br />
• Strombereiche in 9 Bereichen (erweiterbar<br />
bis 100 pA mit Modul ECD)<br />
• Potentialgenauigkeit +/ 0,2%<br />
• Potentialauflösung 0,3 µV<br />
• Stromgenauigkeit +/ 0,2%<br />
• Stromauflösung<br />
0,0003%<br />
(des Stromstärkebereichs)<br />
• Eingangsimpedanz > 1 TOhm<br />
• Bandbreite des<br />
Potentiostaten<br />
1 MHz<br />
• Computerschnittstelle USB<br />
• Steuerungssoftware NOVA<br />
• Spezielle Option Dynamische IRKompensation
03 07<br />
Hochspannungsapplikationen<br />
<strong>Autolab</strong>/PGStat100N<br />
Der <strong>Autolab</strong> PGSTAT100N ist ein Potentiostat/Galvanostat<br />
mit einer Ausgangsspannung von 100 V und einem Ma <br />
xi malstrom von 250 mA (10 A mit dem BOOSTER10A). Er<br />
ist für elektrochemische Messungen unter extremen Be <br />
dingungen konzipiert, wie zum Beispiel in organischen<br />
Lö sungsmitteln, Bodenproben oder Beton.<br />
Der modulare PGSTAT100N ist speziell für Experimente in<br />
Elektrolyten mit niedriger Leitfähigkeit ausgelegt. Die Messmöglichkeiten<br />
des <strong>Autolab</strong>/PGSTAT100N können mit hilfe<br />
eines oder mehrerer verfügbarer optionaler Mo dule oder<br />
Zubehörteile anwendergerecht angepasst und erweitert<br />
werden. Analoge und digitale Ein- und Aus gänge zum<br />
An schliessen und Steuern von Peripherie ge räten sind verfügbar.<br />
Optionale Module<br />
• BOOSTER10A<br />
• FRA32M<br />
• ADC10M<br />
• SCAN250<br />
• ECD<br />
• FI20<br />
• BA<br />
Geräteeigenschaften<br />
• Elektrodenanschlüsse 2, 3 und 4<br />
• Potentialbereich +/ 10 V<br />
• Ausgangsspannung +/ 100 V<br />
• Maximalstrom<br />
+/ 250 mA<br />
(10 A mit BOOSTER10A)<br />
100 mA bis 10 nA,<br />
• Strombereiche in 8 Bereichen (erweiterbar<br />
bis 100 pA mit Modul ECD)<br />
• Potentialgenauigkeit +/ 0,2%<br />
• Potentialauflösung 0,3 µV<br />
• Stromgenauigkeit +/ 0,2%<br />
• Stromauflösung<br />
0,0003 %<br />
(des Stromstärkebereichs)<br />
• Eingangsimpedanz > 100 GOhm<br />
• Bandbreite des<br />
Potentiostaten<br />
400 kHz<br />
• Computerschnittstelle USB<br />
• Steuerungssoftware NOVA
02 08<br />
Serie <strong>Autolab</strong> 101<br />
Die Serie 101 umfasst sowohl Einstiegslösungen mit einzelnen<br />
Potentiostaten/Galvanostaten für den Einsatz in<br />
der Forschung als auch Mehrkanal-Potentiostaten. Die<br />
Geräte der Serie 101 bieten hohe Leistungsfähigkeit zu<br />
ei nem günstigen Preis – ohne Kompromisse bei der Quali<br />
tät und den Spezifikationen.<br />
Der PGSTAT101 ist ein Kompaktpotentiostat, der ideal für<br />
elektrochemische Messungen an kleinen Proben oder für<br />
den Einsatz in der Ausbildung ist.<br />
Der Multi <strong>Autolab</strong> mit M101-Modulen ist ein modularer<br />
Potentionstat auf der Grundlage des PGSTAT101-Systems.<br />
Er kann mit M101-Modulen und weitere optionale Mo <br />
dulen ausgerüstet werden.
03 09<br />
Einstiegsgerät<br />
<strong>Autolab</strong>/PGSTAT101<br />
Das Einstiegsgerät der <strong>Autolab</strong> Produktreihe elektrochemischer<br />
Messinstrumente, der <strong>Autolab</strong> PGSTAT101 in<br />
Kom bination mit der leistungsstarken NOVA-Software,<br />
kann für die meisten der elektrochemischen Standard messverfahren<br />
eingesetzt werden. Der <strong>Autolab</strong> PGSTAT101 ist<br />
ein kostengünstiger Potentiostat/Galvanostat ohne Kompromisse<br />
bei Qualität und Spezifikationen – das ideale<br />
Ge rät für Studium und Ausbildung.<br />
Mit seiner geringen Standfläche kann dieser hochwertige<br />
Potentiostat/Galvanostat auch auf dem kleinsten Labortisch<br />
untergebracht werden. Analoge und digitale Einund<br />
Ausgänge zum Anschliessen und Steuern von Peripheriegeräten<br />
sind verfügbar. Der <strong>Autolab</strong> PGSTAT101<br />
wird mit einer internen Dummy-Zelle und einem eingebauten<br />
Analogintegrator geliefert.<br />
Gerätespezifikationen<br />
• Elektrodenanschlüsse 2, 3 und 4<br />
• Potentialbereich +/ 10 V<br />
• Ausgangsspannung +/ 10 V<br />
• Maximalstrom +/ 100 mA<br />
• Strombereich<br />
10 mA bis 10 nA,<br />
in 7 Bereichen<br />
• Potentialgenauigkeit +/ 0,2%<br />
• Potentialauflösung 3 µV<br />
• Stromgenauigkeit +/ 0,2%<br />
• Stromauflösung<br />
0,0003%<br />
(des Stromstärkebereichs)<br />
• Eingangsimpedanz > 100 GOhm<br />
• Bandbreite des<br />
Potentiostaten<br />
1 MHz<br />
• Computerschnittstelle USB<br />
• Steuerungssoftware NOVA
10<br />
Mehrkanalgeräte ...<br />
Der Multi <strong>Autolab</strong> ist eine Mehrkanal-Ausführung des<br />
kompakten PGSTAT101. Bis zu 12 einzelne M101-Mo dule<br />
können im Innern des Multi <strong>Autolab</strong> untergebracht werden.<br />
Dies erlaubt zeitgleiche und unabhängige Mes sungen<br />
in ebenso vielen elektrochemischen Zellen.<br />
Die einzelnen Kanäle können über den eingebauten Hub<br />
von bis zu drei verschiedenen Computern aus angesteuert<br />
werden. Darüber hinaus können Messungen über<br />
ver schiedene Kanäle jederzeit synchronisiert werden.<br />
Jedes M101-Modul ist mit einer internen Dummy-Zelle<br />
und einem eingebauten Analogintegrator ausgestattet.<br />
Geräteeigenschaften<br />
• Elektrodenanschlüsse 2, 3 und 4<br />
• Potentialbereich +/ 10 V<br />
• Ausgangsspannung +/ 10 V<br />
• Maximalstrom +/ 100 mA<br />
• Strombereich<br />
10 mA bis 10 nA,<br />
in 7 Bereichen<br />
• Potentialgenauigkeit +/ 0,2%<br />
• Potentialauflösung 3 µV<br />
• Stromgenauigkeit +/ 0,2%<br />
• Stromauflösung<br />
0,0003%<br />
(des Stromstärkebereichs)<br />
• Eingangsimpedanz > 100 GOhm<br />
• Bandbreite des<br />
Potentiostaten<br />
1 MHz<br />
• Computerschnittstelle USB<br />
• Steuerungssoftware NOVA
11<br />
... mit zusätzlichen Modulen<br />
Der Multi <strong>Autolab</strong> kann durch optionale Module ergänzt<br />
werden. Jedes einzelne M101-Modul kann mit einem<br />
wei teren optionalen Modul gekoppelt werden. Die Höchstzahl<br />
optionaler Module in einem Multi <strong>Autolab</strong> beträgt<br />
sechs.<br />
Jeder M101 Potentiostat/Galvanostat steuert jeweils das<br />
ihm optional zugeorndete Modul.<br />
Die folgenden Module stehen für den Multi <strong>Autolab</strong> zur<br />
Verfügung:<br />
• FRA32M<br />
• EQCM<br />
• BA<br />
• pX1000<br />
• MUX
12<br />
Kompakte Bauweise<br />
µ<strong>Autolab</strong> III and µ<strong>Autolab</strong> III/FRA2<br />
Das grundlegendste Gerät der <strong>Autolab</strong>-Gerätefamilie, der<br />
µ<strong>Autolab</strong> Type III in Kombination mit der leistungsstarken<br />
NOVA-Software, kann für die meisten elektrochemischen<br />
Messverfahren verwendet werden.<br />
Das Gerät ist mit einem eingebauten Analogintegrator<br />
so wie analogen und digitalen Ein- und Ausgängen ausgestattet,<br />
die es, trotz seiner nicht-modularen Bauweise<br />
zu einem vielseitigen Messinstrument machen.<br />
Der µ<strong>Autolab</strong> Type III in Kombination mit dem FRA2-<br />
Mo dul ist das Gerät der Wahl für alle, die nach einem<br />
kom pakten, kostengünstigen und dennoch leistungs starken<br />
elektrochemischen Impedanzanalysator suchen. Voll<br />
in teg riert in die einfach anzuwendende Software, können<br />
Impedanzmessungen über einen Frequenzbereich<br />
von 10 µHz bis 500 kHz durchgeführt werden.<br />
Geräteeigenschaften<br />
• Elektrodenanschlüsse 2, 3<br />
• Potentialbereich +/ 5 V<br />
• Ausgangsspannung +/ 12 V<br />
• Maximalstrom +/ 80 mA<br />
• Strombereich<br />
10 mA bis 10 nA,<br />
in 7 Bereichen<br />
• Potentialgenauigkeit +/ 0,2%<br />
• Potentialauflösung 3 µV<br />
• Stromgenauigkeit +/ 0,2%<br />
• Stromauflösung<br />
0,0003%<br />
(des Strombereichs)<br />
• Eingangsimpedanz > 100 GOhm<br />
• Bandbreite des<br />
Potentiostaten<br />
500 kHz<br />
• Computerschnittstelle USB<br />
• Steuerungssoftware NOVA
13<br />
Spezielle Messinstrumente ...<br />
PGSTAT302F<br />
Der PGSTAT302F ist eine spezielle Ausführung des<br />
PGSTAT302N, bei dem von der normalen geerdeten Be <br />
triebsart in den sogenannten «Floating-Modus» umgeschaltet<br />
werden kann. Im geerdeten Modus kann der<br />
PGSTAT302F mit üblichen elektrochemischen Zellen verwendet<br />
werden. Im Floating-Modus kann der PGSTAT302F<br />
mit geerdeten Zellen oder mit elektroche mi schen Zellen<br />
verwendet werden, bei denen die Ar beits elektrode geerdet<br />
ist (zum Beispiel Pipelines, Autoklaven usw.).<br />
Das Gerät kann mit dem Impedanzanalysator-Modul<br />
FRA32M aufgerüstet werden.<br />
Geräteeigenschaften<br />
• Elektrodenanschlüsse 2, 3 und 4<br />
• Potentialbereich +/ 10 V<br />
• Ausgangsspannung +/ 10 V<br />
• Ausgangsspannung<br />
+/ 30 V (geerdet)<br />
(spezielle Kabel erforderlich)<br />
• Maximalstrom +/ 2 A<br />
• Strombereich<br />
1 A bis 10 nA,<br />
in 9 Bereichen<br />
• Potentialgenauigkeit +/ 0,2%<br />
• Potentialauflösung 0,3 µV<br />
• Stromgenauigkeit +/ 0,2%<br />
• Stromauflösung<br />
(des Strombereichs)<br />
0,0003%<br />
• Eingangsimpedanz > 1 TOhm<br />
• Bandbreite des<br />
Potentiostaten<br />
100 kHz<br />
• Computerschnittstellenreihe<br />
USB (isoliert)<br />
• Steuerungssoftware NOVA<br />
Optionales Modul<br />
• FRA32M
14<br />
... für spezielle Anwendungen<br />
PGSTAT128N Multi BA und<br />
PGSTAT302N Multi BA<br />
Dies sind spezielle Ausführungen des PGSTAT128N oder<br />
des PGSTAT302N, bei denen bis zu 6 Arbeitselektroden<br />
ver fügbar sind. So sind elektrochemische Messungen an<br />
bis zu 6 Elektroden gleichzeitig in derselben Zelle und mit<br />
derselben Bezugs- und Gegenelektrode möglich.<br />
Geräteeigenschaften PGSTAT128N Multi BA PGSTAT302N Multi BA BA<br />
• Elektrodenanschlüsse 2, 3, und 4 je 1<br />
• Potentialbereich +/- 10 V +/- 10 V<br />
• Ausgangsspannung +/- 12 V +/- 30 V –<br />
• Maximalstrom +/- 800 mA +/- 2 A +/- 50 mA<br />
• Strombereich 1 A bis 10 nA, in 9 Bereichen 10 mA bis 10 nA, in 7 Bereichen<br />
• Potentialgenauigkeit +/- 0.2% +/- 0.2%<br />
• Potentialauflösung 0.3 µV 0.3 µV<br />
• Stromgenauigkeit +/- 0.2% +/- 0.2%<br />
• Stromauflösung<br />
+/- 0.0003% +/- 0.0003%<br />
(des Stromstärkebereichs)<br />
(des Stromstärkebereichs)<br />
• Eingangsimpedanz > 1 TOhm –<br />
• Bandbreite des<br />
Potentiostaten<br />
500 kHz 1 MHz –<br />
• Computerschnittstelle USB –<br />
• Steuerungssoftware NOVA –<br />
Optionale Module<br />
• FRA32M<br />
• BA (maximal 5)
15<br />
Einzigartige Eigenschaften ...<br />
BOOSTER10A und BOOSTER20A<br />
Mit dem BOOSTER10A-Modul kann der Maximalstrom<br />
des <strong>Autolab</strong> PGSTATS auf 10 A erhöht werden. Der Ma ximalstrom<br />
des PGSTAT302N kann mit dem BOOSTER20A<br />
auf 20 A erhöht werden.<br />
Aufgrund seiner schnellen Ansprechzeit ist der <strong>Autolab</strong><br />
Booster, in Kombination mit dem FRA32M-Modul, optimal<br />
für elektrochemische Impedanzmessungen an Brennstoffzellen,<br />
Batterien und Superkondensatoren geeignet.<br />
Mit dem Booster sind Messungen sowohl an aktiven wie<br />
an passiven Zellen möglich.<br />
Applikationsbereiche<br />
• Elektrochemische Gleichstrom- und Wechsel strommessungen<br />
an grossflächigen Elektroden<br />
• Bestimmung der Lade- und Entladekennlinien von<br />
Superkondensatoren<br />
• Elektrochemische Impedanz bei hohen Stromdichten<br />
• Messung der Strom-Spannungs- und der Leistungskennlinien<br />
von Energiespeichern<br />
Gerätespezifikationen<br />
• Maximale Leistung 150 W 350 W<br />
• Maximale Ausgangsspannung<br />
+/ 20 V +/ 20 V<br />
• Maximale angelegte<br />
Spannung<br />
+/ 10 V +/ 10 V<br />
• Maximalstrom +/ 10 A +/ 20 A<br />
• Auflösung 0,0003% 0,0003%<br />
• Genauigkeit +/ 0,5% +/ 0,2%<br />
• Betriebsart Potentiostat/ Potentiostat/<br />
Galvanostat Galvanostat<br />
• Bandbreite<br />
- potentiostatisch 4 kHz 18 kHz<br />
galvanostatisch 2,5 kHz 40 kHz<br />
• Notausschalter n.z. ja<br />
PGSTAT128N,<br />
• Gerätekompatibilität PGSTAT302N, PGSTAT302N<br />
PGSTAT100N
16<br />
... von hochwertigen, leistungsstarken Modulen ...<br />
FRA32M<br />
Die elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) ist<br />
eine effektive Methode zur Charakterisierung elektroche<br />
mischer Systeme. Sie findet breite Anwendung bei<br />
den ver schiedensten Applikationen.<br />
<strong>Autolab</strong>-Anwender können mit dem FRA32M-Modul EIS-<br />
Messungen innerhalb eines breiten Frequenzbereichs un ter<br />
potentiostatischer und galvanostatischer Kontrolle durch <br />
führen. Über die klassische EIS hinaus kann der An wen der<br />
mithilfe der NOVA-Software auch andere ex terne Sig nale<br />
steuern, wie zum Beispiel die Rota tionsge schwin digkeit<br />
einer rotierenden Scheibenelektrode oder die In tensität<br />
einer Lichtquelle bei der elektrohydrodynamischen bzw.<br />
der photomodulierten Impedanzspek troskopie.<br />
Das FRA32M-Modul wird mit einer leistungsstarken Fitund<br />
Simulationssoftware für die Analyse von Impe danzdaten<br />
geliefert.<br />
Applikationsbereiche<br />
• Analytische Elektrochemie<br />
• Batterien, Brennstoffzellen und Superkondensatoren<br />
• Biotechnologie<br />
• Chemisch-mechanisches Polieren (CMP)<br />
• Forschung im Bereich Beschichtungen<br />
(organisch und anorganisch)<br />
• Leitfähige Polymere und Membranen<br />
• Korrosionsschutz und -kontrolle<br />
• Dielektrische Materialien<br />
• Elektrokatalyse<br />
• Galvanisierung<br />
• Materialanalyse und -tests<br />
• Nanotechnologie<br />
• Halbleiter<br />
• Sensorentwicklung<br />
Gerätespezifikationen<br />
• Frequenzbereich 10 µHz 32 MHz<br />
• Frequenzbereich in<br />
Kombination mit 10 µHz 1 MHz<br />
PGSTAT<br />
• Frequenzauflösung 0,003%<br />
• Eingangsbereich +/ 10 V<br />
• Signaltypen 1 Sinus, 5 Sinus, 15 Sinus<br />
E und I vom Potentiostaten/<br />
• Eingangskanäle Galvanostaten oder externe<br />
X- und Y-Signale<br />
0,2 mV bis 0,35 V Effektivspannung<br />
im potentiosta ti <br />
schen Modus<br />
• Wechselspannungs- 2 mV bis 3,5 V Effektivamplitude<br />
span nung (optional)<br />
0,0002- bis 0,35-facher<br />
Stromstärkebereich im<br />
galvanostatischen Modus<br />
Nyquist, Bode, Admittanz,<br />
• Datenpräsentation<br />
Dielektrikum, Mott Schottky<br />
Fit und Simulation,<br />
«Find circle»,<br />
• Datenanalyse<br />
Elementsubtraktion,<br />
Kramers-Kronig<br />
PGSTAT128N, PGSTAT302N,<br />
• Gerätekompatibilität PGSTAT100N, PGSTAT302F,<br />
Multi <strong>Autolab</strong>, Multi BA
... ergeben massgeschneiderte Messinstrumente für<br />
die Forschung<br />
ADC10M<br />
Mit dem ultra-schnellen ADC10M-Modul kann die Ab <br />
tast rate des <strong>Autolab</strong> von 50 kS/s auf 10 MS/s erhöht<br />
werden. So können auch schnelle Transienten mit In tervallzeiten<br />
bis hinunter zu 100 ns erfasst werden. Bei<br />
Kom bination des Geräts mit dem SCAN250-Modul können<br />
ultraschnelle zyklovoltammetrische Messungen mit<br />
Scangeschwindigkeiten von bis zu 250 kV/s durchgeführt<br />
werden. Dadurch eignet sich das Gerät besonders gut für<br />
die Untersuchung schneller kinetischer Prozesse.<br />
Mit dem ADC10M-Modul können das Potential und die<br />
Stromstärke des Hauptpotentiostaten oder bis zu 2 ex ter ne<br />
Signale erfasst werden.<br />
Gerätespezifikationen<br />
• Abtastgeschwindigkeit 10 MS/s (100 ns)<br />
• Datenmenge 1 Million Punkte pro Kanal<br />
• Anzahl Kanäle 2<br />
PGSTAT128N, PGSTAT302N,<br />
• Gerätekompatibilität<br />
PGSTAT100N<br />
SCAN250<br />
Bei zyklovoltammetrischen Messungen mit digitalen Instrumenten<br />
findet die Treppenstufenmethode breite An -<br />
wendung. Die infolge der Ladung der Doppelschicht ge <br />
messenen Ströme werden reduziert, wenn die Stufendauer<br />
ausreichend ist. Dies ergibt Daten, die behandelt<br />
werden können, als stammten sie ausschliesslich aus<br />
fara dayschen Prozessen.<br />
Wenn Prozesse ein sehr schnelles transientes Verhalten<br />
zeigen, wie zum Beispiel der Wasserstoffadsorption, können<br />
Digital-Sweeps zum Verlust von Informationen über<br />
den Adsorptionsprozess führen.<br />
Das SCAN250-Modul ist entwickelt worden, um insbesondere<br />
dieses Problem zu beseitigen. Mit diesem Modul<br />
kann ein echter Analog-Sweep auf die Probe angewendet<br />
werden. In Kombination mit dem ADC10M ist das<br />
SCAN250-Modul speziell zur Untersuchung schneller<br />
Tran sienten geeignet.<br />
Gerätespezifikationen<br />
• Scanbereich<br />
+/ 5 V relativ zum<br />
Anfangspotential<br />
• Bereich der Scanraten 10 mV/s bis 250 kV/s<br />
• Anzahl Scans 32'000<br />
• Gerätekompatibilität<br />
PGSTAT128N, PGSTAT302N,<br />
PGSTAT100N<br />
17<br />
MUX<br />
Das MUX-Modul ermöglicht es dem <strong>Autolab</strong>-Anwender,<br />
elektrochemische Experimente an mehreren Zellen nacheinander<br />
auszuführen. Die Zelle, an der die Messung vorge<br />
nommen werden soll, kann entweder manuell oder<br />
automatisch ausgewählt werden. So können elektrochemische<br />
Routinemessungen auf einfache Weise auto matisiert<br />
werden, was die Produktivität deutlich erhöht.<br />
<strong>Autolab</strong> bietet 2 Typen von MUX-Modulen an.<br />
MUX.MULTI4<br />
Mit diesem Modul können sequenzielle Messungen an<br />
vollständigen elektrochemischen Zellen (d. h. unabhängi ge<br />
Arbeits-, Gegen-, Sens- und Bezugselektroden) durchgeführt<br />
werden. Der Anwender kann mit bis zu 64 Zellen (in<br />
Schritten von 4) nacheinander arbeiten.<br />
Gerätespezifikationen Mux.Multi4 Mux.Scnr16<br />
• Anschluss der Zellen Unabhängige Unabhängige<br />
RE, CE, WE, SE WE<br />
4 bis 64 16 bis 255<br />
• Anzahl Kanäle in Schritten in Schritten<br />
von 4 von 16<br />
• Maximalstrom 2 A 2 A<br />
• Maximale Ausgangs- 30 V 30 V<br />
spannung<br />
PGSTAT128N, PGSTAT128N,<br />
• Gerätekompatibilität PGSTAT302N, PGSTAT302N,<br />
Multi <strong>Autolab</strong> Multi <strong>Autolab</strong><br />
MUX.SCNR16<br />
Es können sequenzielle Messungen an verschiedenen Ar <br />
beitselektroden durchgeführt werden, welche dieselbe<br />
Gegen-, Bezugs- und Senselektrode teilen. Der Anwender<br />
kann mit bis zu 255 Arbeitselektroden (in Schritten von<br />
16) nacheinander arbeiten.
18<br />
ECN<br />
Bei lokalen Korrosionsprozessen wird durch eine Kom <br />
bination stochastischer (zufälliger) Ereignisse, wie bei spielsweise<br />
die Zerstörung eines Passivfilms und die Re pas si vierung,<br />
elektrochemisches Rauschen erzeugt. Die Mes sung<br />
des elektrochemischen Rauschens (ECN) ist eine In-situ-<br />
Methode zur Untersuchung dieser örtlich begrenzten<br />
Kor rosionsprozesse an beschichteten oder un be schichteten<br />
Metallproben.<br />
Während der Messungen mit dem ECN-Modul wirkt<br />
kei ne externe Störung (Potential oder Strom) auf die Elektrode<br />
ein. Das Potential- und das Stromsignal werden als<br />
Funktion der Zeit gemessen.<br />
ECD<br />
Der niedrigste Strombereich, der beim modularen Standard-<strong>Autolab</strong><br />
zur Verfügung steht, ist 10 nA. In diesem<br />
Be reich bietet der <strong>Autolab</strong> eine Stromauflösung von 30 fA.<br />
Bei Messungen mit Mikroelektroden ist manchmal eine<br />
noch höhere Auflösung erforderlich.<br />
Das ECD-Modul, das ursprünglich für den elektrochemischen<br />
Nachweis von Substanzen bei der HPLC und der FIA<br />
konzipiert wurde, ermöglicht die Messung solch niedriger<br />
Ströme. Das ECD-Modul bietet 2 zusätzliche Strom <br />
bereiche, 1 nA und 100 pA, mit einer minimalen Stromaufl<br />
ösung von 300 aA.<br />
Gerätespezifikationen<br />
• Eingangsbereich +/ 2,5 V<br />
• Messauflösung<br />
0,8 µV (Verstärkung<br />
100-fach)<br />
• Messgenauigkeit 300 µV<br />
• Eingangsruhestrom<br />
< 25 fA (bei Gleichstrommessungen)<br />
• Eingangsimpedanz > 100 GOhm<br />
• Offsetkompensation +/ 10 V<br />
• Gerätekompatibilität PGSTAT128N, PGSTAT302N<br />
Gerätespezifikationen<br />
• Strommessung<br />
100 µA bis 100 pA,<br />
in 7 Bereichen<br />
• Strommessung +/ 0,5%<br />
• Zeitkonstanten der<br />
RC-Filter<br />
0,1 s, 1 s und 5 s<br />
• Kompensation des<br />
Strom-Offset<br />
+/- 1 µA maximal<br />
• Gerätekompatibilität<br />
PGSTAT128N, PGSTAT302N,<br />
PGSTAT100N<br />
BA<br />
Das BA-Modul ist ein Bipotentiostat mit Dualmodus, mit<br />
dem der <strong>Autolab</strong> in einen Zweikanal-Potentiostaten um <br />
ge rüstet werden kann. Es können Messungen an 2 Ar beitselektroden<br />
mit derselben Gegen- und Referenz elek trode<br />
durchgeführt werden. Im Standardmodus wird am zweiten<br />
Kanal ein festes Potential angelegt (zweite Ar beitselektrode),<br />
während am ersten Kanal Poten tial stufen oder<br />
ein Potential-Sweep angelegt werden (erste Ar beits elektrode).<br />
Im Modus «Scanning-Bipotentiostat» wird am<br />
zweiten Kanal ein Potential mit Offset gegenüber dem<br />
ers ten angelegt.<br />
Gerätespezifikationen<br />
• Anzahl Kanäle 1 (5 bei Multi BA)<br />
• Potentialbereich +/ 10 V<br />
• Strommessung<br />
10 mA bis 10 nA,<br />
in 7 Bereichen<br />
• Stromgenauigkeit +/ 0,2%<br />
• Stromauflösung<br />
0,0003%<br />
(des Stromstärkebereichs)<br />
• Maximalstrom +/ 50 mA<br />
• Modi<br />
Bipotentiostat und<br />
Scanning-Bipotentiostat<br />
PGSTAT128N, PGSTAT302N,<br />
• Gerätekompatibilität PGSTAT100N,<br />
Multi <strong>Autolab</strong>, Multi BA
19<br />
FI20<br />
Mit dem Filter- und Integratormodul FI20 kann der <strong>Autolab</strong>-Anwender<br />
coulometrische und chronocoulometri sche<br />
Messungen durchführen. Der Analogintegrator biet et<br />
dem Anwender die Möglichkeit, Ladungen anstelle der<br />
Stromstärke zu messen. Er kann sowohl für zyklovoltammetrische<br />
als auch für Potentialstufenexperimente ein <br />
gesetzt werden.<br />
Mit diesem Modul kann der kapazitive Strom auf einfa che<br />
Weise vom faradayschen Strom getrennt werden. Ausserdem<br />
reduziert der Integrator das Signalrauschen, in <br />
dem er es herausmittelt. Der Sallen-Key-Filter dritter Ord <br />
nung mit wählbaren RC-Zeiten zwischen 0 und 500 ms<br />
kann zum Herausfiltern des Rauschens verwendet werden.<br />
Das Modul ist auch in solchen Fällen nützlich, wo<br />
das Hintergrundrauschen (zum Beispiel 50 oder 60 Hz)<br />
nicht durch Massnahmen wie die Verwendung eines Fa <br />
ra day schen Käfigs unterdrückt werden kann.<br />
Gerätespezifkikationen<br />
• Filtertyp<br />
Sallen-Key dritter Ordnung<br />
• Zeitkonstanten der<br />
RC-Filter<br />
0,1 s, 1 s und 5 s<br />
• Integrationszeiten 0,01 s, 0,1 s, 1 s und 10 s<br />
• Analogausgang<br />
Frontplatte<br />
Strom und Ladung<br />
• Gerätekompatibilität<br />
PGSTAT128N, PGSTAT302N,<br />
PGSTAT100N<br />
pX1000<br />
Ist das pX1000-Modul im <strong>Autolab</strong> installiert, kann der<br />
Anwender parallel zu einer elektrochemischen Messung<br />
den pH-Wert oder ein weiteres Potential bestimmen. Der<br />
Anwender kann eine beliebige pH-Elektrode oder eine<br />
Ein stabmesskette an das Modul anschliessen. Das<br />
pX1000 bietet ausserdem Anschlüsse für eine Pt1000-<br />
Temperatur sonde.<br />
Wenn eine andere als eine pH-Elektrode verwendet wird,<br />
entspricht die Ausgabe der Spannungsdifferenz, die zwischen<br />
den Elektroden gemessen wird. Dies ermöglicht<br />
den Anschluss einer Detektionselektrode für die Durchfüh<br />
rung coulometrischer Titrationen.<br />
Gerätespezifkikationen<br />
• Eingangsbereich +/ 10 V<br />
• Messauflösung 30 µV<br />
• Messgenauigkeit +/ 2 mV<br />
• Eingangsimpedanz > 1 TOhm // 8 pF<br />
• Temperaturgenauigkeit +/ 0,5 °C<br />
• Temperaturauflösung 0,015 °C<br />
• Gerätekompatibilität<br />
PGSTAT128N, PGSTAT302N,<br />
Multi <strong>Autolab</strong>
20<br />
EQCM<br />
Das EQCM-Modul bietet die Möglichkeit, elektrochemische<br />
Experimente mit der Quarzkristall-Mikrowaagetechnik<br />
durchzuführen. Mit dem EQCM-Modul wird anhand der<br />
Änderung der Resonanzfrequenz eines Quarzkristalloszillators<br />
die Masseänderung pro Flächeneinheit bestimmt.<br />
Es sind Masseänderungen von weniger als 1 µg/cm 2 messbar.<br />
Das EQCM-Modul kann mit AT-Schnitt-Quarzen mit<br />
einer Frequenz von 6 MHz ausgerüstet werden. Es wird<br />
mit einer speziellen elektrochemischen Zelle geliefert.<br />
Geräteeigenschaften<br />
• Oszillationsfrequenz<br />
• Auflösung<br />
• Relative Genauigkeit<br />
• Abtastgeschwindigkeit<br />
• Frequenzbereich<br />
• Gerätekompatibilität<br />
6 MHz<br />
0,07 Hz<br />
1 Hz<br />
50 S/s<br />
80'000 Hz<br />
PGSTAT128N, PGSTAT302N,<br />
Multi <strong>Autolab</strong>
21<br />
Modulkompatibilität<br />
Die Geräte BOOSTER10A und BOOSTER20A werden in<br />
eigenen Gehäusen geliefert und beanspruchen daher<br />
keine Modulpositionen im <strong>Autolab</strong>. Der <strong>Autolab</strong> kann<br />
maximal 8 zusätzliche Module aufnehmen.<br />
Module<br />
PGSTAT128N<br />
PGSTAT302N<br />
PGSTAT100N<br />
Multi <strong>Autolab</strong><br />
PGSTAT302F<br />
PGSTAT128N Multi BA<br />
PGSTAT302N Multi BA<br />
BOOSTER10A<br />
BOOSTER20A<br />
FRA32M<br />
ADC10M<br />
SCAN250<br />
MUX<br />
BA<br />
ECN<br />
ECD<br />
FI20<br />
pX1000<br />
EQCM<br />
•<br />
n.z.<br />
•<br />
•<br />
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•<br />
n.z.<br />
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•<br />
•<br />
n.z.<br />
n.z.<br />
n.z.<br />
•<br />
•<br />
n.z.<br />
n.z.<br />
•<br />
n.z.<br />
n.z.<br />
n.z.<br />
n.z.<br />
n.z.<br />
n.z.<br />
n.z.<br />
n.z.<br />
n.z.<br />
n.z.<br />
n.z.<br />
•<br />
n.z.<br />
n.z.<br />
n.z.<br />
•<br />
n.z.<br />
n.z.<br />
n.z.<br />
n.z.<br />
n.z.
22<br />
NOVA, die leistungsstarke und flexible Software ...<br />
<strong>Autolab</strong> NOVA-Software<br />
NOVA ist das Software-Paket zur Datenerfassung und<br />
-ana lyse für alle <strong>Autolab</strong> Potentiostaten/Galvanostaten<br />
mit USB-Schnittstelle.<br />
Entwickelt von Elektrochemikern für Elektrochemiker auf<br />
der Grundlage unserer zwanzigjährigen Erfahrung sowie<br />
der neuesten Software-Technologie, bietet die NOVA-<br />
Software dem <strong>Autolab</strong>-Anwender Leistung und Flexibilität.<br />
Die NOVA-Software ist so konzipiert, dass sie die An forderungen<br />
sowohl von erfahrenen Elektrochemikern als<br />
auch von Einsteigern erfüllt. Die Vorbereitung von Ex pe <br />
ri menten, die Erfassung von Datenpunkten und die Da <br />
ten analyse einschliesslich der Erstellung publikationsfä higer<br />
Diagramme – all dies erfordert nur wenige Maus <br />
klicks.<br />
Folgende Messverfahren stehen zur Verfügung:<br />
Voltammetrische Analyse<br />
• DC-Voltammetrie<br />
• Normal-Puls-Voltammetrie<br />
• Differentialpulspolarographie<br />
• Differential-Puls-Voltammetrie<br />
• Square Wave Voltammetrie<br />
• Steuerung von Quecksilbertropfenelektroden<br />
Zyklische und Linear-Sweep-Voltammetrie<br />
• Zyklische und Linear-Sweep-(staircase)Voltammetrie<br />
• Zyklische True-Linear-Scan-Voltammetrie<br />
• Zyklische Hochgeschwindigkeits-Linear-Scan-Voltammetrie<br />
Chronomethoden<br />
• Chronomethoden (∆t > 1 ms)<br />
• Hochgeschwindigkeits-Chronomethoden (∆t > 100 ns)<br />
• Pulsmethoden<br />
Impedanzspektroskopie<br />
• Elektrochemische Impedanzspektroskopie<br />
• Externe Transferfunktionsanalyse (IMVS, IMPS, EHD, ...)<br />
• Potentialscan, Stromscan, Zeitscan, Mott Schottky<br />
Tools und Zubehör<br />
• Manuelle Steuerung<br />
• IR Kompensation<br />
• Steuerung für eine rotierende Scheibenelektrode<br />
• Wiederholungsschleifen<br />
• Abbruchkriterien<br />
• Ruhepotentialmessungen<br />
• Analogeingang und -ausgang<br />
• Digitale DIO-(TTL-)Triggerung<br />
• Aufnahme zusätzlicher Signale (Frequenzänderung,<br />
Bipotentiostatsignal)<br />
• Import/Export in ASCII, GPES, FRA<br />
Anwendungsentwicklung<br />
• LabVIEW-Treiber und einsatzbereite VIs<br />
• Generische Schnittstelle für .Net-Applikationen
... zur Datenerfassung und -analyse für <strong>Autolab</strong>-<br />
Anwender<br />
Flexibler Methoden-Editor<br />
Die NOVASoftware besitzt eine Datenbank mit einer<br />
Viel falt an elektrochemischen Standardmessmethoden.<br />
Zu sätzlich zu diesen elektrochemischen Methoden bietet<br />
die Software eine umfangreiche Liste von Befehlen. Diese<br />
werden verwendet, um vorhandene Methoden applikationsspezifi<br />
sch anzupassen, oder einfachste bis höchstkomplexe<br />
elektrochemische Methoden individuell zu er <br />
stellen.<br />
Für jedes Messverfahren können Einstellungen für die<br />
Messung und die Datenerfassung defi niert werden. So<br />
wird sichergestellt, dass die Daten stets unter optimalen<br />
Bedingungen aufgezeichnet werden. Mit der NOVASoftware<br />
kann eine beliebige Anzahl von Experimenten ohne<br />
Unterbrechung nacheinander ausgeführt werden. Bei<br />
lan gen Messungen kann die Erfassung von Datenpunkten<br />
in regelmässigen Zeitabständen gestartet werden.<br />
23<br />
Methodenparameter können miteinander verknüpft werden.<br />
Damit ergibt sich die Möglichkeit, dynamische Ver <br />
fahren zu erstellen, bei denen die Parameter, abhängig<br />
vom Messfortschritt, in Echtzeit aktualisiert werden.<br />
Nütz liche Tools wie Wiederholungsschleifen, Cutoffs<br />
und Auswertungsfunktionen können mit dem Procedure<br />
Editor verarbeitet werden und erleichtern die Durch füh <br />
rung von Routineexperimenten.<br />
Darüber hinaus ist die NOVASoftware den Anforderungen<br />
des Anwenders entsprechend vollständig anpassbar und<br />
ermöglicht es ihm, die Messparameter, die Transfer funktionen<br />
bei Impedanzmessungen, Offsets und Fak toren<br />
für die Analogeingänge und ausgänge des Geräts zu<br />
de fi nieren und neue Befehle zu erstellen.<br />
Die Software ist als allgemeine elektrochemische Schnittstelle<br />
konzipiert und kann an jede Art von Applikation<br />
angepasst werden.<br />
Die Messansicht zeigt eine übersichtliche Darstellung aller<br />
relevanten Daten des Experiments in Echtzeit.<br />
Die SetupAnsicht bietet eine leistungsfähige und flexible Umgebung für die Erstellung neuer<br />
Methoden.
24<br />
Leistungsstarke Datenpräsentation<br />
Bei elektrochemischen Experimenten können die erfass <br />
ten Datenpunkte auf einer speziell dafür vorgesehenen<br />
Benutzeroberfl äche der Software in Echtzeit angezeigt<br />
werden. Die gemessenen Datenpunkte oder die Ergeb <br />
nis se der Datenauswertung können in bis zu vier Diagram<br />
men dargestellt werden. Ein Vergleich mit früheren<br />
Ergebnissen ist bereits möglich, während die aktuellen<br />
Experimente noch im Gange sind.<br />
Das Softwarefenster des <strong>Autolab</strong>displays bietet eine<br />
über sichtliche Darstellung der experimentellen Daten<br />
und der Geräteeinstellungen während der Experimente<br />
und kann zur manuellen Steuerung des Messinstruments<br />
verwendet werden.<br />
Datenpunkte werden am Ende der Messung automatisch<br />
in der Datenbank gespeichert. Alle Experimente werden<br />
mit Uhrzeit und Datum protokolliert und die einzelnen<br />
Einträgen können durch weitere Kommentare ergänzt<br />
werden. Das Resultat der Datenauswertung kann den<br />
Da ten als Anhang hinzugefügt werden.<br />
Dieses robuste Datenverwaltungssystem verhindert Dat <br />
enverlust durch Versehen und bietet eine einfache Mög <br />
lichkeit, die Ergebnisse wichtiger Experimente zu sichern.<br />
Erweiterte Datenanalyse<br />
Zur NOVASoftware gehört eine spezielle Daten ana ly seumgebung<br />
mit einer erweiterten grafi schen 2D- und<br />
3DDarstellung, einer grossen Anzahl von Datenanaly sewerkzeugen<br />
und ein elektrochemisches Tabellenkal ku lationsprogramm.<br />
Mit Werkzeugen für die grafi sche Darstellung, darunter<br />
Skalierung einzelner Achsen, mehrere YAchsen, Hin zu fügen<br />
von Diagrammen, Zoom und Überlagerung, kann<br />
der Anwender die wichtigen Informationen in klaren,<br />
pub likationsreifen Diagrammen zusammenfassen. Jedes<br />
Diagramm kann direkt in ein Manuskript oder in eine Präsentation<br />
eingefügt werden.<br />
Leistungsstarke Datenanalysewerkzeuge können mit ei <br />
nem integrierten elektrochemischen Tabellenkalkulationsprogramm<br />
kombiniert werden, um die Daten auszuwerten,<br />
Berechungen durchzuführen und neue Dia gram me<br />
zu erstellen, ohne dass die Daten mit einer Dritt soft ware<br />
bearbeitet werden müssen.<br />
Das aktuelle Analyseergebnis kann jederzeit in der Da tenbank<br />
gespeichert werden. Resultate der PeakSuche, Dia <br />
grammeinstellungen, berechnete Datenpunkte und zu <br />
sätzliche Diagramme werden in der Datenbank zu den<br />
ursprünglichen Einträgen hinzugefügt. So wird jede Messung<br />
zu einer kompletten Mappe, die Sie an Kollegen<br />
weitergeben können.<br />
In der Analyseansicht sind leistungsfähige Werkzeuge für die<br />
Datenanalyse und darstellung verfügbar.<br />
Das SDK kann zur Steuerung des <strong>Autolab</strong> durch externe Applikationen verwendet werden.
<strong>Autolab</strong> SDK<br />
Das <strong>Autolab</strong> Softwareentwicklungskit (SDK) dient dazu,<br />
<strong>Autolab</strong> Potentiostaten über verschiedene externe An <br />
wendungen wie zum Beispiel LabVIEW, Visual Basic for<br />
Applications (VBA), Script-Funktionen usw. zu steuern.<br />
Mit dem <strong>Autolab</strong> SDK kann die externe Applikation dazu<br />
verwendet werden, komplette Messverfahren durchzu <br />
führen oder einzelne Module des <strong>Autolab</strong> zu steuern.<br />
Das <strong>Autolab</strong> SDK ist mit den in der NOVA-Software ent <br />
haltenen Verfahren kompatibel, kann aber auch als un <br />
ab hängige Applikation eingesetzt werden.<br />
Anforderungen<br />
Die NOVA-Software ist mit allen <strong>Autolab</strong> Messinstrumenten<br />
kompatibel, die mit einer USB-Schnittstelle ausgestattet<br />
sind; sie basiert auf dem Microsoft .NET Framework.<br />
Die folgende PC-Konfiguration wird empfohlen: Prozessor<br />
mit mindestens 2 GHz Taktfrequenz, 80 GB HDD, 2 GB<br />
RAM, USB-Anschluss, Windows XP, Vista oder Windows<br />
7 (32-Bit). Derzeit wird nur ein 32-Bit-Betriebssystem un <br />
terstützt. Von einem einzelnen PC aus können bis zu 16<br />
<strong>Autolab</strong> Messinstrumente gesteuert werden.<br />
Das <strong>Autolab</strong> SDK ist mit LabVIEW und jeder anderen<br />
Soft ware kompatibel, die .NET-Assembly unterstützt.<br />
25
26<br />
Massgeschneiderte Lösungen<br />
Korrosion<br />
Korrosion ist ein Prozess, der zur Beschädigung oder Zerstörung<br />
von Materialien führt und enorme wirtschaftliche<br />
Verluste verursacht.<br />
Da Korrosionsprozesse elektrochemischer Natur sind und<br />
eine oder mehrere chemische Reaktionen daran beteiligt<br />
sind, müssen zu ihrer Untersuchung technisch hochentwickelte<br />
Geräte eingesetzt werden.<br />
Die <strong>Autolab</strong> Geräte, zusammen mit der NOVA-Software,<br />
bieten dem Korrosionsfachmann eine breite Auswahl an<br />
Messwerkzeugen, um diese Prozesse zu untersuchen.<br />
<strong>Autolab</strong> Geräteeigenschaften<br />
• Multisinustechnik für schnelle Niederfrequenzmes sungen<br />
• Automatische Bestimmung der Korrosionsrate mit<br />
der NOVA-Software<br />
• Die hohe Ausgangsspannung (100 V) des<br />
PGSTAT100N erlaubt Korrosionsmessungen in Zellen<br />
mit hohem Spannungsabfall (in Beton, nicht-wässrigen<br />
Lösungen, ...)<br />
• Messung der galvanischen Kopplung, des elektrochemischen<br />
Rauschens und Messungen mit Null-<br />
Ohm-Amperemeter<br />
• Die analogen und digitalen Ein- und Ausgänge erlauben<br />
die Kombination elektrochemischer Methoden<br />
mit anderen Techniken (FTIR, STM usw.)<br />
• Das MUX-Modul ermöglicht die Automation von<br />
Routinekorrosionsmessungen durch sequenzielle<br />
Messung in bis zu 64 Zellen<br />
Module<br />
• FRA32M: Korrosionstests und Korrosionsforschung<br />
• ECN: Charakterisierung von Beschichtungen<br />
• MUX.MULTI4: Sequenzielle Messungen in bis zu<br />
64 Zellen<br />
• pX1000: Messung der kritischen Lochfrasstemperatur<br />
• EQCM: Bestimmung von Masseänderungen<br />
Zubehör<br />
• Referenz- und Gegenelektroden, Korrosionsmesszelle<br />
• Flache Zellen, Normalzellen, Faradayscher Käfig,<br />
rotierende Scheibenelektrode (RDE)<br />
Softwaremethoden<br />
• Linear-Sweep-Voltammetrie: Identifizierung von<br />
Korrosionsprozessen<br />
• Chronomethoden: Nachweis des Beginns von Lochfrass<br />
• Elektrochemische Impedanzspektroskopie: Nachweis<br />
des Versagens von Beschichtungen, Aufklärung von<br />
Korrosionsmechanismen<br />
Analyse<br />
• Analyse der Tafelsteigung: automatische Berechung<br />
von Geschwindigkeitskonstanten<br />
• Analyse der Korrosionsrate: automatische Berechnung<br />
des Polarisationswiderstandes, des Korrosionsstroms<br />
und der Korrosionsgeschwindigkeit<br />
• Fit und Simulation: Anpassung komplexer Ersatz schaltkreise
Die <strong>Autolab</strong> Messinstrumente können anwendergerecht<br />
angepasst ...<br />
Halbleiterelektrochemie<br />
Die Halbleiterelektrochemie beschäftigt sich mit vielfältigen<br />
Fragestellungen, die von der grundlegenden Halb leiterphysik<br />
bis hin zu komplexen Effekten wie La dungstrans<br />
ferprozessen an Grenzflächen zwischen Halbleitern<br />
und Flüssigkeiten oder Photoreaktionen an Halbleiter partikeln<br />
reichen.<br />
Sie wird sowohl in etablierten als auch aufstrebenden<br />
Tech nologiefeldern angewendet, wie zum Beispiel bei<br />
der Entwicklung und Herstellung von integrierten Schaltkreisen<br />
und Halbleiterbauelementen sowie bei der Mikro-<br />
Materialbearbeitung und der Mikrostrukturierung.<br />
Die Charakterisierung von Halbleitergrenzflächen ist eine<br />
entscheidende Voraussetzung für die erfolgreiche Entwick<br />
lung neuer Halbleiterbauelemente.<br />
<strong>Autolab</strong> Geräteeigenschaften<br />
• Vorprogrammiertes Verfahren für EIS-Experimente<br />
bei verschiedenen angelegten Potentialen<br />
• Datentransfer an Excel, Überlagerung mehrerer Diagramme<br />
bei Mott Schottky-Messungen<br />
Module<br />
• FRA32M: Charakterisierung von Schottky-Übergängen<br />
Zubehör<br />
• Faradayscher Käfig<br />
Softwaremethoden<br />
• Impedanzspektroskopie: Untersuchung von Halbleitergrenzflächen<br />
Analyse<br />
• Fit und Simulation: Fitting von Ersatzschaltkreisen<br />
27<br />
Energie<br />
Elektrochemische Vorgänge liegen einer Reihe von Energieumwandlungsprozessen<br />
zugrunde, wie sie bei spielsweise<br />
in Brennstoffzellen, Batterien, Solarzellen und Su <br />
per kondensatoren ablaufen. Moderne elektrochemische<br />
Messgeräte sind der Schlüssel zu erfolgreicher For schung<br />
auf dem Gebiet der Energiespeicher, bei der es vor allem<br />
um die Verbesserung der Effizienz, die Re du zierung des<br />
Energieverbrauchs und die Kosten sen kung geht.<br />
Gleichstrommessverfahren wie die Linear-Sweep-Voltammetrie<br />
werden schon seit längerem genutzt, um die<br />
Strom-Spannungs- sowie die Leistungskennlinien von<br />
Brenn stoffzellen und Batterien zu messen. In den letzten<br />
Jahren wurde die EIS erfolgreich bei der Untersuchung<br />
von Brennstoffzellen, Batterien und Superkondensatoren<br />
eingesetzt. Einer der Vorteile der EIS gegenüber Gleichstromverfahren<br />
ist die Möglichkeit, sehr kleine Amplituden<br />
signale zu verwenden, die die zu untersuchenden<br />
Sys temeigenschaften nicht signifikant stören.<br />
Das <strong>Autolab</strong> FRA32M-System in Kombination mit dem<br />
BOOSTER10A oder dem BOOSTER20A ermöglicht EIS-<br />
Messungen bei hohen Stromstärken.<br />
Module<br />
• FRA32M: Brennstoffzellenforschung, Charakterisierung<br />
der Eigenschaften von Brennstoffzellen, Messung<br />
sehr kleiner Impedanzen (< 1 mOhm)<br />
• ADC10M/SCAN250: schnelle Scans zur Untersuchung<br />
der Wasserstoffadsorption<br />
• BOOSTER10A/20A: Gleichstrom- und Wechselstrommessungen<br />
an kleinen Elektrodenstacks oder grossflächigen<br />
Elektroden (Stromstärken bis zu 20 A), kann<br />
auch als Last für aktive Zellen verwendet werden<br />
<strong>Autolab</strong> Geräteeigenschaften<br />
• Hochfrequenzmessungen (20 kHz) bei hohen Stromstärken<br />
(20 A) mit dem FRA32M<br />
• Sehr geringer Fehler beim Phasenwinkel in Zellen mit<br />
niedriger Impedanz (< 1 mOhm)<br />
• ADC10M/SCAN250-Modul für schnelle Analogscans<br />
zur Messung schneller Prozesse (Wasserstoff adsorption)<br />
• Messungen in aktiven Zellen möglich<br />
• 4-Elektrodekonfiguration erlaubt Messungen an<br />
Membranen<br />
• Anschluss von elektronischen Lasten und programmierbaren<br />
Netzteilen für Gleichstrom- und FRA-<br />
Messungen möglich<br />
Zubehör<br />
• Schnittstelle für elektronische Lasten: Anschluss von<br />
elektronischen Lasten von Drittanbietern sowie<br />
programmierbaren Netzteilen<br />
Softwaremethoden<br />
• Zyklische Voltammetrie: Untersuchung kinetischer<br />
Prozesse<br />
• Impedanzspektroskopie: Charakterisierung der<br />
Elektronentransferkinetik und des Massentransports<br />
Analyse<br />
• Tafelsteigung: automatische Berechung von<br />
Geschwindigkeitskonstanten<br />
• Fit und Simulation: Fitting komplexer Ersatzschaltkreise
28<br />
Grenzflächenelektrochemie<br />
Untersuchungen der elektrochemischen Grenzfläche sind<br />
bei allen elektrochemischen Prozessen von grundlegendem<br />
Interesse. Zur Untersuchung der Doppel schichtstruk<br />
tur, von Adsorptionsphänomenen, der Oberflächendiffusion,<br />
der Nukleation und des Wachstum sowie der<br />
Elektronentransferkinetik werden vielseitige und genaue<br />
Messinstrumente benötigt. Häufig ist die Kombination<br />
mit externen Zusatzgeräten (STM, FTIR, RAMAN usw.)<br />
er forderlich.<br />
Die <strong>Autolab</strong> PGSTAT-Geräte bieten Werkzeuge, die für<br />
die genaue Charakterisierung von Grenzflächenprozessen<br />
und die Bestimmung der Thermodynamik, der Kinetik<br />
und der Mechanismen elektrochemischer Reaktionen<br />
bes tens geeignet sind.<br />
Module<br />
• SCAN250: analoger True-Linear-Scan-Generator<br />
• ADC10M: AD-Wandler mit hoher Abtast geschwindigkeit<br />
für Chronomessungen<br />
• ECD: Niederstrommessungen<br />
• EQCM: elektrochemische Quarzkristallmikrowaage<br />
• FRA32M: Charakterisierung der elektrochemischen<br />
Doppelschicht<br />
Zubehör<br />
• RDE, Double-Junction-Bezugselektrode, Faradayscher Käfig<br />
<strong>Autolab</strong> Geräteeigenschaften<br />
• Zyklische Voltammetrie unter Verwendung eines<br />
Linear-Scan-Generators (SCAN250) für die genaue<br />
Bestimmung des kapazitiven Beitrags<br />
• Schnelle, transiente Chronomessungen mit dem<br />
ADC10M für die genaue Messung der Adsorptionsund<br />
Abscheidungskinetik<br />
• Digitale und analoge I/O-Anschlüsse für die Kombination<br />
mit Peripheriegeräten<br />
• 4- Elektrodenkonfiguration für Messungen an Flüssigkeits-Flüssigkeits-Grenzflächen<br />
• Niederstrommessungen mit Mikroelektroden mit<br />
dem ECD-Modul<br />
Softwaremethoden<br />
• Zyklische Voltammetrie: Chronomethoden, Untersuchung<br />
kinetischer Prozesse<br />
• Impedanzspektroskopie: Charakterisierung der elektrochemischen<br />
Doppelschicht<br />
Analyse<br />
• Tafelsteigung: Aufklärung von Reaktionsmechanismen<br />
und Bestimmung kinetischer Konstanten<br />
• Anpassung und Simulation: Anpassung komplexer<br />
Ersatzschaltkreise<br />
Analytische Elektrochemie und Umweltanalytik<br />
Forschungsarbeiten in der analytischen Elektrochemie<br />
und der Umweltanalytik werden angetrieben von dem<br />
Be darf nach schnelleren, kostengünstigeren, kleineren<br />
und empfindlicheren Geräten zur Überwachung chemischer,<br />
biologischer und physikalischer Prozesse mithilfe<br />
von Sensoren.<br />
Solche chemischen Sensoren finden breite Anwendung<br />
in Bereichen wie der Umweltüberwachung, der industriellen<br />
Prozesskontrolle, in der Luft- und Raumfahrttechnik,<br />
in der medizinischen Diagnostik usw.<br />
Die Forschungsarbeiten zur Entwicklung neuer Sensoren<br />
konzentrieren sich auf die Reduzierung des Energie verbrauchs<br />
sowie der Kosten für die Sensoren und auf die<br />
Möglichkeit, In-situ-Messungen mit hochentwickelten<br />
elek trochemischen Verfahren in Echtzeit durchzuführen.<br />
Module<br />
• pX1000: coulometrische Titration<br />
• ECD: Spurenmetallanalyse<br />
• Multi BA: simultane Messungen an Sensorarrays<br />
• MUX.MULTI4: sequentielle Messungen an Sensor arrays<br />
• FRA32M: Charakterisierung von Sensoren<br />
Zubehör<br />
• Bezugs- und Gegenelektroden, Mikroelektroden<br />
• Normalzellen, Faradayscher Käfig, 663 VA Messstand,<br />
Bürette<br />
• <strong>Metrohm</strong> Dosino und Sampleprocessor<br />
<strong>Autolab</strong> Geräteeigenschaften<br />
• Das ECD-Modul erlaubt die Messung sehr schwacher<br />
Signale mit Mikroelektroden<br />
• Vorprogrammierte voltammetrische Methoden und<br />
Datenanalysewerkzeuge (Peak-Suche, Glätten,<br />
Basislinienkorrektur etc.)<br />
• Datentransfer an Excel, Überlagerung mehrerer<br />
Grafiken während der Messungen<br />
• Die Möglichkeit der Kombination von <strong>Metrohm</strong><br />
Flüssigkeits- und Probenbearbeitungssystemen mit<br />
sämtlichen Methoden und Datenanalysewerkzeugen<br />
der NOVA-Software erleichtert die Automation von<br />
Messreihen<br />
Softwaremethoden<br />
• Zyklische Voltammetrie: Untersuchung kinetischer<br />
Prozesse<br />
• Chronoamperometrie, Chronopotentiometrie:<br />
Untersuchung kinetischer Prozesse<br />
• Voltammetrische Methoden: Nachweis und quantitative<br />
Analyse mithilfe von Elektroden<br />
• Stripping-Chronopotentiometrie: quantitative Analyse<br />
mithilfe von Mikroelektroden<br />
Analyse<br />
• Tafelsteigung: automatische Berechung von<br />
Geschwin dig keitskonstanten<br />
• Peak-Suche: vollautomatisch mit der NOVA-Software
... und in einer Vielzahl von Bereichen und<br />
für verschie denste Forschungsapplikationen<br />
eingesetzt werden<br />
29<br />
Galvanisierung<br />
Die Galvanisierung findet breiteste Anwendung in Be reichen<br />
wie der Herstellung von Leiterplatten, weichmagnetischen<br />
Legierungen, Beschichtungen für Festplatten,<br />
verschleissfesten Beschichtungen, korrosionsresistenten<br />
Le gierungen, Metallkompositen und dekorativen Be <br />
schich tungen. Die Forschung auf diesem Gebiet konzentriert<br />
sich darauf, fundamentale Aspekte der elektroche <br />
mischen Abscheidung von Metallen und Legie rungen zu<br />
verstehen, Strukturen und Eigenschaften von Be schichtungen<br />
aufzuklären und technische Anwen dungen für<br />
elektrochemisch hergestellte Metalle und Legierungen zu<br />
finden.<br />
Elektrochemische Methoden werden dabei intensiv ge <br />
nutzt, um grundlegende kinetische und Grenz flä chenpro<br />
zesse zu untersuchen (Ladungsverteilung an der<br />
Grenz fläche und Struktur der Doppelschicht usw.).<br />
Module<br />
• FRA32M: Charakterisierung der Mechanismen<br />
elektrochemischer Abscheidung<br />
• ADC10M: Messung von Transienten und Spannungsabfällen<br />
mit Stromunterbrechung<br />
• BOOSTER10A/20A: Messungen mit grossflächigen<br />
Elektroden<br />
• EQCM: elektrogravimetrische Charakterisierung von<br />
Abscheidungen<br />
<strong>Autolab</strong> Geräteeigenschaften<br />
• Vorprogrammierte voltammetrische Methoden und<br />
Datenanalysewerkzeuge (Peak-Suche, Glätten, Basislinienkorrektur<br />
etc.)<br />
• Die Möglichkeit, Pumpenventile (über den DIO-Port)<br />
zu steuern, in Kombination mit den voltammetrischen<br />
Methoden und Datenanalysewerkzeugen<br />
erleichtert die Automation von Messreihen<br />
• Wiederholte Potential-/Stromschritte für die Pulse-<br />
Plating-Applikation<br />
Zubehör<br />
• Bezugs- und Gegenelektroden<br />
Softwaremethoden<br />
• Zyklische Voltammetrie: Untersuchung kinetischer<br />
Prozesse<br />
• Chronoamperometrie, Chronopotentiometrie:<br />
Herstellung von Multilayern durch Pulse-Plating<br />
Analyse<br />
• Tafelsteigung: automatische Berechung von<br />
Geschwindigkeitskonstanten<br />
Nanotechnologie<br />
Die Nanotechnologie ist ein interdisziplinärer Forschungszweig,<br />
bei dem ein breites Spektrum von Kenntnissen auf<br />
dem Gebiet der Materialsynthese und -charakterisierung<br />
zum Einsatz kommt. Der Schlüssel zum Erfolg bei der<br />
Nano technologie ist das grundlegende Verständnis dafür,<br />
wie die Zusammensetzung und der Aufbau der nanoskaligen<br />
Strukturen mithilfe hochentwickelter Technik massgeschneidert<br />
werden müssen, damit sich neue, funktionelle<br />
Materialien ergeben.<br />
In Kombination mit andern chemischen und/oder physikalischen<br />
Methoden wird zunehmend auch die Elek trochemie<br />
eingesetzt, um funktionelle Oberflächen künstlich<br />
zu modifizieren und herzustellen.<br />
Module<br />
• FRA32M: Untersuchung von Mechanismen im Nanobereich<br />
• MUX.MULTI4/MUX.SCNR16: Messungen an Nanosensorarrays<br />
• EQCM: elektrogravimetrische Messungen im Bereich<br />
von weniger als 1 µg/cm 2<br />
<strong>Autolab</strong> Geräteeigenschaften<br />
• Die analogen und digitalen Ein- und Ausgänge erlauben<br />
die Kombination elektrochemischer Methoden<br />
mit anderen Techniken (FTIR, STM usw.)<br />
• Die Auflösung im Femtoamperebereich, ermöglicht<br />
durch das ECD-Modul, erlaubt die Messung sehr<br />
geringer Ströme<br />
• Das EQCM-Modul erlaubt die Messung von Masseänderungen<br />
im Bereich von weniger als 1 µg/cm 2<br />
Zubehör<br />
• Mikroelektroden<br />
• Faradayscher Käfig<br />
Softwaremethoden<br />
• Zyklische Voltammetrie: Untersuchung kinetischer<br />
Prozesse<br />
• Chronoamperometrie, Chronopotentiometrie:<br />
Herstellung von Nanostrukturen<br />
• Impedanzspektroskopie: Charakterisierung funktioneller<br />
Oberflächen
30<br />
Ultraschnelle Elektrochemie<br />
In den letzten beiden Jahrzehnten entwickelten sich die<br />
ultraschnelle zyklische Voltammetrie und die ultraschnelle<br />
Chronoamperometrie zu sehr aktiven Forschungsgebieten.<br />
Ultramikroelektroden werden auf vielen Forschungs gebieten<br />
angewendet, speziell für die Untersuchung der<br />
Ki netik heterogener Elektronentransferreaktionen und<br />
gekoppelter homogener chemischer Reaktion sowie für<br />
die Bioelektrochemie in vivo.<br />
Für diese Applikationen sind häufig sehr hohe Scan- und<br />
Abtastraten erforderlich. Der PGSTAT, zusammen mit<br />
dem ADC10M-Modul, das eine ultrahohe Abtastrate<br />
bie tet, und dem ultraschnellen Linear-Scan-Generator<br />
SCAN250, bietet eine massgeschneiderte Lösung zur<br />
Untersuchung elektrochemischer Reaktionen mit In ter <br />
vallzeiten im Sub-Mikrosekunden-Bereich und bei Scanraten<br />
von bis zu 250 kV/s.<br />
Module<br />
• ADC10M: ultraschnelle Methoden<br />
• SCAN250: True-Linear-Scans<br />
Zubehör<br />
• Bezugs- und Gegenelektroden<br />
• Ultramikroelektroden, Faradayscher Käfig<br />
<strong>Autolab</strong> Gerätespezifikationen<br />
• ADC10M für ultraschnelle Chronomethoden, Erfassung<br />
schneller Transienten mit Intervallzeiten bis hinunter<br />
zu 100 ns<br />
• True-Linear-Scans mit Scanraten von bis zu 250 kV/s<br />
sind möglich mit dem SCAN250<br />
Softwaremethoden<br />
• Zyklische Hochgeschwindigkeitsvoltammetrie:<br />
Untersuchung kinetischer Prozesse<br />
• Ultraschnelle Chronoamperometrie, Chrono potentiometrie:<br />
Untersuchung kinetischer Prozesse, Ladungsmessung<br />
• Voltammetrische Methoden: Nachweis und quantitative<br />
Analyse mit Sensoren<br />
• Impedanzspektroskopie: Untersuchung der Grenzflächen<br />
kapazität<br />
Analyse<br />
• Tafelsteigung: automatische Berechung von<br />
Geschwin dig keitskonstanten<br />
• Anpassung und Simulation: Anpassung komplexer<br />
Ersatzschaltkreise<br />
Biotechnologie/Biosensoren<br />
In den letzten Jahren wurden elektrochemische Verfahren<br />
zunehmend für die Charakterisierung von Biosensoren<br />
und biochemischen Prozessen eingesetzt Elektro che mische<br />
Methoden werden eingesetzt bei der Un ter su chung<br />
von Protein-Elektroden-Grenzflächen, von sich selbst or -<br />
ganisierenden Monoschichten (SAMS) und von Ten sidfilmen.<br />
Elektrochemische Methoden erlauben schnelle In-situ-<br />
Mes sungen von Adsorptions- und kinetischen Prozessen<br />
im Sub-Millisekunden-Bereich. Die Biosensoren auf elektrochemischer<br />
Grundlage erlauben die Messung aktiver<br />
Spezies in vivo, was unter anderem schnellere Diagnosen<br />
ermöglicht und zur Entwicklung neuer Medikamente beiträgt.<br />
Module<br />
• FRA32M: Charakterisierung von Biosensoren<br />
• ECD: niedrige Stromstärken für Mikroelektroden applikationen<br />
• Multi BA: gleichzeitige Messung mit bis zu 6 Arbeitselektroden<br />
• EQCM: Beobachtung der Wechselwirkungen zwischen<br />
Biomolekülen<br />
Zubehör<br />
• Bezugs- und Gegenelektroden, Normalzellen<br />
• Faradayscher Käfig, RDE<br />
<strong>Autolab</strong> Gerätespezifkationen<br />
• Kombination von elektrochemischen mit SPR-<br />
Messungen ist möglich<br />
• Das ECD-Modul erlaubt die Messung sehr<br />
schwacher Signale mit Mikroelektroden<br />
• Das Multi-BA-Modul erlaubt die gleichzeitige<br />
Messung mit bis zu 6 Elektroden<br />
• Vorprogrammierte voltammetrische Methoden<br />
und Datenanalysewerkzeuge<br />
• Die Möglichkeit, Pumpenventile zu steuern, in<br />
Kombination mit den voltammetrischen Methoden<br />
und Datenanalysewerkzeugen erleichtert die<br />
Automation von Messreihen<br />
Softwaremethoden<br />
• Zyklische Voltammetrie: Untersuchung kinetischer<br />
Prozesse<br />
• Chronoamperometrie, Chronopotentiometrie:<br />
Untersuchung kinetischer Prozesse, Ladungsmessung<br />
• Voltammetrische Methoden: Nachweis und quantitative<br />
Analyse mit Sensoren<br />
• Stripping-Chronopotentiometrie: quantitative Analyse<br />
mithilfe von Mikroelektroden<br />
• Impedanzspektroskopie: Messungen beim Ruhe potential<br />
oder bei angelegtem Potential<br />
Analyse<br />
• Tafelsteigung: automatische Berechung von<br />
Geschwin dig keitskonstanten<br />
• Anpassung und Simulation: Anpassung komplexer<br />
Ersatzschaltkreise
31<br />
Umfassende Lösungen ...<br />
Zellen<br />
<strong>Metrohm</strong> <strong>Autolab</strong> liefert Messinstrumente mit von<br />
<strong>Metrohm</strong> hergestellten Zellen inklusive Zellständern, Ge -<br />
genelektroden, Arbeitselektroden und Bezugs elek troden<br />
zur Durchführung elektrochemischer Experimente.<br />
Spezifikationen<br />
• Zellgefässe<br />
• Zellständer<br />
• Scheibenarbeitselektroden<br />
• Gegenelektroden<br />
• Bezugselektroden<br />
1 ml, 5 ml, 20 - 90 ml,<br />
thermostatisiert 50 - 150 ml<br />
Grundplatte mit Stativstab<br />
3 mm Durchmesser, aus<br />
GC, Au, Pt und Ag<br />
Pt-Blech, Pt-Stab, GC-Stab<br />
Ag/AgCl mit Elektrolyt gefäss,<br />
Ag/AgCl Doppelkammer<br />
<strong>Autolab</strong> RDE<br />
Die rotierende Scheibenelektrode (rotating disk electrode,<br />
RDE) von <strong>Autolab</strong> ist eine High-End-RDE. Die Ein heit ist<br />
mit einem Hochleistungsantrieb ausgestattet, der eine<br />
Ro tationsgeschwindigkeit von bis zu 10'000 UpM erreicht,<br />
sowie mit einem Quecksilberkontakt für rauscharme<br />
Messungen. Der Elektrodenschaft aus PCTFE ist passend<br />
zu den Abdeckungen von <strong>Metrohm</strong>-Zellen ausgelegt.<br />
Am Schaft können leicht austauschbare Elektrodentips<br />
montiert werden. Die Tips haben einen Durchmesser von<br />
10 mm, ihre aktive Zone, lieferbar aus Gold, Silber, Glaskohlenstoff<br />
oder Platin, weist einen Durchmesser von 3<br />
oder 5 mm auf. Leere Tips (5 mm Durchmesser) sind ebenfalls<br />
erhältlich für den Fall, dass der Anwender sein eigenes<br />
Material für die aktive Zone verwenden möchte. Die Ro tationsgeschwindigkeit<br />
der RDE wird über eine An triebskontrolleinheit<br />
gesteuert. Der rauscharme Hg-Kon takt der<br />
<strong>Autolab</strong> RDE ermöglicht Messungen bei sehr niedrigen<br />
Stromstärken und elektrochemische Im pe danz messungen.<br />
Spezifikationen<br />
• Geschwindigkeits- Manuell und über die<br />
steuerung<br />
Software<br />
• Motorgeschwindigkeit 100 - 10'000 UpM<br />
• Manuelle Einstellung 100 - 10'000 UpM<br />
der Geschwindigkeit in Schritten von 1 UpM<br />
• Beschleunigung/<br />
4'000 UpM/s<br />
Bremsverzögerung<br />
• Maximalstrom 500 mA<br />
• Kontakt<br />
Abgedichteter Hg-Pool<br />
Aktive Zone mit 3 mm<br />
Durchmesser aus Ag, Au,<br />
• Elektrodentips<br />
Pt und GC; aktive Zone mit<br />
(10 mm Durchmesser)<br />
5 mm Durchmesser aus Ag,<br />
Au, Pt, GC und leer
... dank einer umfangreichen Zubehörpalette von<br />
<strong>Autolab</strong> und <strong>Metrohm</strong><br />
32<br />
Elektroden<br />
Eine breite Auswahl an Elektroden ist verfügbar. Neben<br />
Bezugselektroden (Ag/AgCl) und Gegenelektroden (Platin<br />
oder Glaskohlenstoff) sind Elektrodentips in verschie denen<br />
Grössen und aus verschiedenen Materialien lieferbar.<br />
Durch Kombination dieser Tips mit dem <strong>Metrohm</strong> Elektrodentiphalter<br />
erhält der Anwender eine Reihe unterschiedlicher<br />
Arbeitselektroden. Für Anwender, die ihre<br />
eigenen Materialien einsetzen möchten, wird ein leerer<br />
Kel-F-Elektrodentip angeboten.<br />
Faradayscher Käfig<br />
Mit dem Faradayschen Käfig von <strong>Autolab</strong> kann der An -<br />
wender seine elektrochemische Zellanordnung vor elektromagnetischer<br />
Interferenz durch externe Quellen wie<br />
Computermonitore, andere Laborgeräte oder Strom leitun<br />
gen schützen.<br />
In vielen Fällen ist die Hauptursache für elektrische Stö <br />
rungen die Netzfrequenz (50/60 Hz). Diese kann elektrochemische<br />
Messdaten beschädigen, insbesondere wenn<br />
schwache Signale gemessen werden.<br />
Spezifikationen<br />
Material<br />
• Platinum, Gold, Silber,<br />
Glaskohlenstoff<br />
• Sonstige Materialien<br />
• Leerer Tip<br />
Grösse<br />
3 mm und<br />
5 mm<br />
5 mm<br />
5 mm<br />
Der Faradaysche Käfig ist mit einer Erdungsklemme ausgestattet,<br />
an die der <strong>Autolab</strong> angeschlossen werden<br />
kann, um Erdschleifen zu vermeiden.<br />
Spezifikationen<br />
• Aussenmasse (B×T×H) 38×21×38 cm 3<br />
• Innenmasse (B×T×H) 34×19×34 cm 3<br />
Mikroelektroden<br />
Für die Sensorforschung steht eine Reihe von Mikro elektroden<br />
zur Verfügung. Sie sind in 5 verschiedenen Ma terialien<br />
lieferbar. Die Elektroden sind so konfiguriert, dass<br />
sie in den Universaltiphalter von <strong>Metrohm</strong> passen. So<br />
können die Tips leicht ausgetauscht werden. Die Elek troden<br />
weisen eine spezielle Bauweise auf: Ein Draht mit<br />
ge ringem Durchmesser wird in Glas versiegelt und auf<br />
Hochglanz poliert.<br />
Spezifikationen<br />
Material Grösse<br />
• Platin 10, 20, 25, 50, 100, 200, 300, und<br />
500 µm<br />
• Gold 10, 25, 40, 100, 200, 300,und 500 µm<br />
• Palladium 25, 60, 100, 200, 300, und 500 µm<br />
• Silber 25, 30, 60, 100, 200, 300, und 500 µm<br />
• Iridium 75 µm<br />
Flachzelle<br />
Die Flachzelle ist für die Messung der Korrosions ei genschaften<br />
von grossen, flachen, beschichteten und unbeschichtete<br />
Metallproben in einer Elektrolytlösung konzipiert.<br />
Sie besteht aus einem Glasgefäss mit einem passenden<br />
Halter aus PVC. Der Halter erlaubt das rasche und<br />
ein fache Austauschen der zu testenden Proben. Die ex <br />
po nierte Oberfläche der Probe beträgt 16,9 cm 2 . Das<br />
Aus laufen des Elektrolyten aus dem Probenhalter wird<br />
durch einen Viton O-Ring und 3 Flügelmuttern verhindert.<br />
Die Abdeckung der Flachzelle ist aus PVDF hergestellt<br />
und erlaubt die Verwendung einer Bezugselektrode, ei ner<br />
Gegenelektrode und eines Gaseinlasses/-auslasses. Die<br />
Flachzelle wird mit einer grossflächigen Gegen elek trode<br />
aus Edelstahl und einer Ag/AgCl-Bezugs elek trode geliefert.
Korrosionszellen<br />
Die Korrosionszellen sind für die Messung der Korro sionseigenschaften<br />
von Rundproben, eingetaucht in einen<br />
Elek trolyten, konzipiert. <strong>Metrohm</strong> <strong>Autolab</strong> bietet eine<br />
400-ml-Ausführung an, bei der der Probenhalter sich auf<br />
der Seite befindet, sowie eine 1-Liter-Ausführung, bei der<br />
sich der Probenhalter oben befindet; die 1-L-Messzelle<br />
entspricht den ASTM-Standards.<br />
Die Zellen sind an ein Wasserbad anschliessbar und werden<br />
mit Probenhalter, Bezugselektrode, 2 Gegen elektroden<br />
Thermometer und Gaseinlass geliefert. Die Bezugselektrode<br />
wird mithilfe einer Luggin-Kapillare nahe der<br />
Probe positioniert.<br />
Spezifikationen 400-ml-Zelle 1-Liter-Zelle<br />
• Probendurchmesser 14 mm 16 mm<br />
• Exponierte Fläche 0,785 cm 2 1,0 cm 2<br />
• Probenhalter POM PP<br />
• Dichtung Viton PTFE<br />
<strong>Metrohm</strong> 663 VA Messstand<br />
Der <strong>Metrohm</strong> 663 VA Messstand bildet den nasschemischen<br />
Teil eines polarographischen und voltammetrischen<br />
Systems, das über den <strong>Autolab</strong> Potentiostaten in Ver bindung<br />
mit dem IME663-Interface gesteuert werden kann.<br />
Die folgenden Funktionen können über die <strong>Autolab</strong><br />
NOVA-Software eingestellt werden:<br />
• Spülung ein/aus<br />
• Neuer Tropfen<br />
• Rührer ein/aus<br />
Die Grösse des Quecksilbertropfens und die Rühr geschwin<br />
digkeit werden manuell über den VA Messstand<br />
reguliert. Der 663 VA Messstand ist mit einer Ag/AgCl-<br />
Bezugselektrode und einer Glaskarbon-Gegenelektrode<br />
ausgerüstet. Der VA Messstand kann im DME-, HDMEund<br />
SMDE-Modus betrieben werden. Das System kann<br />
mit einer rotierenden Scheibenelektrode ausgestattet<br />
wer den, die bei Geschwindigkeiten von 500, 1'000,<br />
1'500, 2'000 und 3'000 UpM arbeitet. Der Durchmesser<br />
der Scheibenelektroden beträgt 2 mm.<br />
33<br />
IME<br />
IME werden eingesetzt, um ein System mit Queck sil bertropfenelektrode<br />
an das <strong>Autolab</strong> Messinstrument an zuschliessen<br />
und über die NOVA-Software zu steuern. Es<br />
sind 2 Ausführungen lieferbar:<br />
• IME303<br />
• IME663<br />
Das IME303 wird zur Steuerung der Quecksilber trop fenelektrode<br />
PAR303 verwendet und kann ausserdem<br />
zusammen mit den meisten selbst hergestellten Elek troden<br />
eingesetzt werden. Das IME663 dient zur Steuerung<br />
des <strong>Metrohm</strong> 663 VA Messstands.
34<br />
Spezifikationen µ<strong>Autolab</strong>III(FRA2) PGSTAT101/M101 PGSTAT128N PGSTAT302N PGSTAT100N<br />
• Modular nein nein ja ja ja<br />
• Maximalstrom ± 80 mA ± 100 mA ± 800 mA ± 2 A ± 250 mA<br />
• Ausgangsspannung ± 12 V ± 10 V ± 12 V ± 30 V ± 100 V<br />
• Potentiostat ja ja ja ja ja<br />
• Galvanostat ja ja ja ja ja<br />
• Potentialbereich ± 5 V ± 10 V ± 10 V ± 10 V ± 10 V<br />
• Genauigkeit des angelegten<br />
Potentials<br />
• Auflösung des angelegten<br />
Potentials<br />
± 0.2% ± 2 mV ± 0.2% ± 2 mV ± 0.2% ± 2 mV ± 0.2% ± 2 mV ± 0.2% ± 2 mV<br />
150 µV 150 µV 150 µV 150 µV 150 µV<br />
• Auflösung des gemessenen 3 µV 3 µV 0.3 µV 0.3 µV 0.3 µV<br />
Potentials (gain 100) (gain 100) (gain 1'000) (gain 1'000) (gain 1'000)<br />
200 V/s 200 V/s 250 V/s 250 V/s 250 V/s<br />
• Maximale 250 kV/s mit 250 kV/s mit 250 kV/s mit<br />
Scangeschwindigkeit SCAN250/ SCAN250/ SCAN250/<br />
• Strombereich<br />
ADC10M ADC10M ADC10M<br />
10 nA bis 10 mA 10 nA bis 10 mA 10 nA bis 1 A 10 nA bis 1 A 10 nA bis 100 mA<br />
(in 7 Bereichen) (in 7 Bereichen) (in 9 Bereichen) (in 9 Bereichen) (in 8 Bereichen)<br />
± 0.2% ± 0.2% ± 0.2% ± 0.2% ± 0.2%<br />
• Stromgenauigkeit ± 0.2% des ± 0.2% des ± 0.2% des ± 0.2% des ± 0.2% des<br />
Strombereichs Strombereichs Strombereichs Strombereichs Strombereichs<br />
• Auflösung des 0.015% des 0.015% des 0.015% des 0.015% des 0.015% des<br />
angelegten Stroms Strombereichs Strombereichs Strombereichs Strombereichs Strombereichs<br />
• Auflösung des 0.0003% des 0.0003% des 0.0003% des 0.0003% des 0.0003% des<br />
gemessenen Stroms Strombereichs Strombereichs Strombereichs Strombereichs Strombereichs<br />
- im 10 nA-Bereich 30 fA 30 fA 30 fA 30 fA 30 fA<br />
• Bandbreite des Potentiostaten 500 kHz 1 MHz 500 kHz 1 MHz 400 kHz<br />
• Anstiegs-/Abfallzeit des<br />
Potentiostaten<br />
1 µs < 300 ns < 500 ns < 250 ns < 500 ns<br />
• Eingangsimpedanz des > 100 GOhm > 100 GOhm > 1 TOhm > 1 TOhm > 100 GOhm<br />
Elektrometers // 8 pF // 8 pF // 8 pF // 8 pF // 8 pF<br />
• Eingangsruhestrom bei 25 °C < 1 pA < 1 pA < 1 pA < 1 pA < 1 pA<br />
• Bandbreite des Elektrometers > 4 MHz > 4 MHz > 4 MHz > 4 MHz > 4 MHz<br />
• IR-Kompensation n.z. current interrupt current interrupt current interrupt current interrupt<br />
and positive and positive positive feedback and positive<br />
feedback feedback and dynamic feedback<br />
(optional)<br />
- Auflösung n.a. 0.025% 0.025% 0.025% 0.025%<br />
• Elektrodenanschlüsse 2 oder 3 2, 3 oder 4 2, 3, oder 4 2, 3 oder 4 2, 3 oder 4<br />
• Gerätedisplay n.z. n.z. E und I E und I E und I<br />
• Analogausgänge (BNC)<br />
Potential und Potential und Potential und Potential und Potential und<br />
Strom Strom Strom Strom Strom<br />
• Externer Spannungsausgang n.z. n.z. ja ja ja<br />
• Analogintegrator ja ja FI20 Modul FI20 Modul FI20 Modul<br />
(optional) (optional) (optional)<br />
- Zeitkonstanten 0.01 s, 0.1 s, 1 s 0.01 s, 0.1 s, 1 s 0.01 s, 0.1 s, 1 s 0.01 s, 0.1 s, 1 s 0.01 s, 0.1 s, 1 s<br />
und 10 s und 10 s und 10 s und 10 s und 10 s<br />
• BOOSTER (10 A oder 20 A) n.z. n.z. 10 A 10 A, 20 A 10 A<br />
• USB-Schnittstelle USB USB USB USB USB<br />
16-bit mit 16-bit mit 16-bit mit 16-bit mit 16-bit mit<br />
• AD-Wandler gain 1, 10 gain 1, 10 gain 1, 10, 100 gain 1, 10, 100 gain 1, 10, 100<br />
und 100 und 100 und 1'000 und 1'000 und 1'000<br />
• Externe Eingangs-/<br />
Ausgangssignale<br />
1/1 1/1 2/2 2/2 2/2<br />
• DA-Wandler<br />
16-Bit, 16-Bit, 16-Bit, 16-Bit, 16-Bit,<br />
3 Kanäle 3 Kanäle 4 Kanäle 4 Kanäle 4 Kanäle<br />
• Digitale I/O-Anschlüsse 48 12 48 48 48<br />
• Abmessungen (B×T×H) 27×27×9 cm 3 9×21×15 cm 3 52×42×16 cm 3 52×42×16 cm 3 52×42×16 cm 3<br />
• Gewicht 3.6 kg 2.1 kg 16 kg 18 kg 21 kg<br />
• Energiebereich 144 W 85 W 180 W 300 W 247 W
Spezifikationen PGSTAT302F<br />
• Maximalstrom<br />
± 2 A<br />
• Ausgangsspannung<br />
± 10 V<br />
± 30 V<br />
• Ausgangsspannung<br />
(spezielle Kabel<br />
(geerdet)<br />
erforderlich)<br />
• Potentiostat<br />
ja<br />
• Galvanostat<br />
ja<br />
• Potentialbereich<br />
± 10 V<br />
• Genauigkeit des angelegten<br />
Potentials<br />
± 0.2% ± 2 mV<br />
• Auflösung des angelegten<br />
Potentials<br />
150 µV<br />
• Auflösung des gemessenen 0.3 µV<br />
Bereichs<br />
(gain 1'000)<br />
• Maximale<br />
Scangeschwindigkeit<br />
250 V/s<br />
• Strommessung<br />
10 nA bis 1 A<br />
(in 9 Bereichen)<br />
± 0.2%<br />
• Stromgenauigkeit<br />
0.2% des<br />
Stromstärkebereichs<br />
• Auflösung des angelegten 0.015% des<br />
Stroms<br />
Strombereichs<br />
• Auflösung des gemessenen 0.0003% des<br />
Stroms<br />
Strombereichs<br />
- im 10 nA-Bereich 30 fA<br />
• Bandgreite des<br />
Potentiostaten<br />
100 kHz<br />
• Anstiegs-/Abfallzeit des<br />
Potentiostaten<br />
< 250 ns<br />
• Eingangsimpedanz des > 1 TOhm<br />
Elektrometers<br />
// 8 pF<br />
• Eingangsruhestrom bei 25 °C < 1 pA<br />
• Bandbreite des Elektrometers > 4 MHz<br />
• IR-Kompensation<br />
current interrupt<br />
and positive<br />
feedback<br />
- Auflösung 0.025%<br />
• Electrodenanschlüsse 2, 3 oder 4<br />
• Gerätedisplay<br />
E und I<br />
• Analogausgänge (BNC)<br />
Potential und<br />
Strom<br />
• Externer Spannungseingang ja<br />
• USB-Schnittstelle<br />
USB<br />
16-Bit mit<br />
• AD-Wandler gains 1, 10, 100<br />
und 1'000<br />
• Externe Eingangs-/<br />
Ausgangssignale<br />
2/2<br />
• DA-Wandler<br />
16-Bit,<br />
4 Kanäle<br />
• Digitale I/O-Anschlüsse 48<br />
• Dimensions (B×T×H) 52×42×16 cm 3<br />
• Gewicht (mit FRA32M)<br />
18 kg<br />
• Energiebedarf<br />
300 W<br />
Typischer Konturplot der Genauigkeit für einen PGSTAT302N/FRA32M (potentiostatischer<br />
Modus, Amplitude 350 mV AC [Effektivspannung])<br />
35
Änderungen vorbehalten<br />
Layout von Ecknauer+Schoch ASW, gedruckt in der Schweiz im Auftrag von <strong>Metrohm</strong> AG, CH -9100 Herisau<br />
8.000.5064DE – 2012-06<br />
www.metrohm-autolab.com