Työelektrodit

Työelektrodi (monikko: työelektrodit) on elektrokemiallisessa mittauksessa käytettävä elektrodi, jonka potentiaalia säädetään tarkasti suhteessa referenssielektrodiin. Kolmen elektrodin järjestelmässä työelektrodi on se elektrodi, jossa todellinen redox-reaktio analysoitavan aineen suhteen tapahtuu. Järjestelmään kuuluvat lisäksi referenssielektrodi, joka tarjoaa vakaan potentiaalin, sekä vastaelektrodi, joka kierrättää sähkövirran.

Materiaalit ja pinnan muokkaus: Työelektrodit voivat olla erilaisia. Yleisimpiä ovat hiili- tai grafiittipohjaiset elektrodit sekä platinapohjaiset ja kultapohjaiset elektrodit. Myös hiilikuitu- ja hiilinanoputkikomposiitit sekä screen-printed elektrodit (SPE) ovat yleisiä vaihtoehtoja. Pinnan toimintaa voidaan muokata katalyyttisesti entsyymeillä, polymeereillä tai nanopartikkelikerroksilla parantamaan herkkyyttä ja valikoivuutta.

Rooli mittauksissa: Potentiaali työelektrodiin kontrolloidaan suhteessa referenssielektrodiin, ja mitattu virta heijastaa työelektrodissa tapahtuvaa redox-reaktiota. Virta riippuu analyytin konsentraatiosta, reaktioiden kinetiikasta ja massansiirrosta. Eri mittausmenetelmät, kuten voltammetria, chronoamperometria ja amperometria, hyödyntävät tätä suhdetta kerätäkseen tietoa analyytin määrästä.

Sovellukset: Työelektrodit ovat keskeisiä elektroanalyyttisissä sensoroinneissa ja analyyseissä, kuten ympäristöanalyysissä, biosensorien kehittämisessä sekä katalyysitutkimuksissa. Niitä käytetään myös korroosioraportoinnissa sekä energian tallennukseen liittyvissä tutkimuksissa.