Elektrodeegenskaper

Elektrodeegenskaper beskriver hvordan en elektrode oppfører seg i en elektrolytt og påvirker reaksjonshastighet, masseoverføring og energiytelse i elektriske enheter som batterier, superkondensatorer, elektroplatering og sensorer. Egenskapene bestemmes av en kombinasjon av materialvalg, overflateforhold og grenseflaten mellom elektrode og elektrolytt.

Materialegenskaper inkluderer hvilken type materiale som er brukt (for eksempel grafitt, platina, nikkellegeringer eller keramiske forbindelser), samt elektronisk ledningsevne, kjemisk stabilitet og korrosjonsmotstand. Mekaniske egenskaper, som styrke og seighet, er også relevante spesielt for krevende applikasjoner og lange syklustider.

Elektro-kjemiske egenskaper beskriver reaksjonskinetikk og potensialer. Viktige parametere er standard elektrodepotential (E°), overpotensial (eta) som kreves for å drive en reaksjon ved en bestemt strømtetthet, og utvekslingsstrøm (i0) som indikerer hvor lett overflateprosessene skjer. Aktivitet og katalytisk effekt på elektrodens overflate påvirker hvor raskt redoksreaksjoner skjer.

Grensesnitt- og overflateegenskaper omfatter aktivitetsområdet til elektroden, ruhet og porøsitet, samt dannelsen av passiverte eller oksidiske lag. Dobbeltlagkapasitans og ladningsoverføringens resistans er sentrale faktorer i elektrodens impedans og i sin ferd gjennomføring av elektriske signaler.

Stabilitet og varighet dekker potensialvinduer der elektrodebetraktninger er acceptable, korrosjon, oksidasjon/reduksjon av materialet og mekanisk slitasje ved gjentatte sykluser.

Måling og karakterisering inkluderer teknikker som syklisk voltammetri, impedansspektroskopi og Tafel-analyse for å bestemme de ulike egenskapene.