galvanostaten

Een galvanostat is een elektrochemisch instrument dat een door de gebruiker ingestelde stroom door een elektrochemische cel constant probeert te houden door de potentiaal van de werkelektrode aan te passen. Het instrument wordt breed ingezet om elektrodeprocessen onder constante stroom te sturen en zo kinetiek te bestuderen.

Het basisprincipe berust op feedback: een stroomsensor meet de feitelijk stromende stroom tussen de werkelektrode en de tegenelektrode, en een regelkring stuurt de voeding zodat deze stroom gelijk is aan de ingestelde waarde. Bij een driedelige opstelling biedt een referentie-elektrode een stabiele potentiaalreferentie, maar de belangrijkste taak van de galvanostat is stroomregeling.

In de praktijk behoren galvanostaten tot een brede klasse instrumenten die in galvanostatische modus (constante stroom) kunnen werken en in veel systemen ook kunnen schakelen naar potentiostatische modus (constante potentiaal).

Typische configuraties gebruiken een werk-, tegen- en vaak een referentie-elektrode, met een elektrolyt die ionen transporteert. De stroomrange loopt van microampères tot meerdere ampères, afhankelijk van de elektrodeoppervlakte en de elektrolytische geleidbaarheid, en het apparaat heeft limieten voor de spanning die het kan leveren (compliance-spanning).

Toepassingen zijn onder meer elektropositie en elektroplating, corrosieonderzoek en corrosiebescherming, batterij- en supercondensatoronderzoek, en fundamentele kinetiekstudies onder constante stroom.

Beperkingen omvatten polarisatie-effecten, potentiellimits van de elektrode en het feit dat de stroom stabiel blijft zolang de compliance-spanning en het elektrochemische venster van de cel toereikend zijn. Bij experimenten zijn goede veiligheidsmaatregelen en passende afscherming van toepassing, met speciale aandacht voor agressieve of giftige elektrolyten.