galvanostatisch

Galvanostatisch verwijst naar een methode in elektrochemie waarbij een constante stroom door een elektrochemische cel wordt gestuurd. Daarbij regelt een stroombron de huidige (I) zodat deze gedurende het experiment of de bewerking vrijwel constant blijft, terwijl het potentiaal van de working electrode kan variëren afhankelijk van de elektrodekinetiek en de massatransportprocessen.

Het principe is dat de opgelegde stroom voortdurend constant is; de potentiaal evolueert als reactie op de kinetiek van de elektrochemische reação, de weerstand in de cel en diffusiemechanismen. De verkregen gegevens bestaan meestal uit potentiaal versus tijd of lading versus tijd, waarmee men informatie kan verkrijgen over depositiesnelheden, maximale capaciteit of reactiemechanismen. Galvanostatische metingen worden vaak uitgevoerd met een geschikte referentie- en tegenelektrode en kunnen deel uitmaken van proefopstellingen voor polarisatie, elektrolyse of opladen/ontlading.

Toepassingen omvatten onder meer elektrodenpositie (elektroplating) waarbij een uniforme depositie wordt gewenst, galvanostatische oplading en ontlading van batterijen en supercondensatoren, en experimentele runs zoals galvanostatische pulsen in de galvanostatische intervanttitatie (GITT). De methode is ook nuttig in onderzoek naar kinetiek en diffusie in elektrochemische systemen.

Voordelen zijn een eenvoudige implementatie, reproduceerbare depositiesnelheden en directe controle over de laadstroom. Nadelen omvatten hoge overpotentiaalrisico’s, waardoor bijreacties zoals waterontbinding kunnen optreden, en afhankelijkheid van de celweerstand en massatransport die de potentiaalontwikkeling beïnvloeden. Galvanostatisch wordt vaak vergeleken met potentiostatisch, waarbij bij galvanostatisch de stroom constant is en de potentiaal varieert, terwijl bij potentiostatisch de spanning constant blijft en de stroom varieert.