Chemie Diplomarbeit / Fakultät für Chemie und Pharmazie ...

1.3.5.3
Parameter, die die Elektroden/Elektrolyt-Grenzfläche charakterisieren
Überspannung: Die Überspannung läßt sich nach VETTER 35 in folgende Anteile aufspalten:
η = η t + η d + η r + η c
η t Ladungsübertrittprozesse durch die Elektrodendoppelschicht (Hauptanteil). Der Wert für η t
in einer einfachen Redoxreaktion O + z·e
Gleichung beschreiben.
R läßt sich über die BUTLER-VOLMER-
η d: Diffusion von Reaktanden zur Elektrode hin und von ihr weg (bei höheren Stromdichten).
η r: Chemische Reaktionen an der Elektrode (nur für kinetisch gehemmte chemische
Reaktionen an der Elektrode relevant).
η c: Kristallisation oder Austausch von Metallatomen mit korrespondierenden Ionen.
Polarisierbarkeit: Die Polarisierbarkeit eines Materials äußert sich in der Stärke der
Abweichung vom Gleichgewichtspotential in Abhängigkeit der es durchfließenden
Strommenge. Anders ausgedrückt ist eine Elektrode umso leichter polarisierbar, je schneller
sie sich bei konstantem äußeren Potential aus ihrem elektrochemischen Gleichgewicht bringen
läßt. In einem parallelen RC Schaltkreis äußert sich eine hohe Polarisierbarkeit bei gegebener
Kapazität in einem großen Durchtrittswiderstand. Für vernachlässigbare Polarisierbarkeit geht
der Widerstandswert gegen null.
1.3.6
.6 Anforderungen an das Elektrodenmaterial für die Neurostimulation
Aus den vorangegangenen Überlegungen läßt sich folgender Schluß ziehen: Zur
Neuronenstimulation ist es erforderlich, Materialien mit hohen Austauschstromdichten
(exchange current densities) einzusetzen, um die Stimulationsspannungen, bei denen es zu
einem ausreichenden Ladungstransfer über die Elektrodengrenzschicht kommt, gering zu
halten. Hohe Spannungen führen normalerweise zu unerwünschten irreversiblen
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