Elektrochemische Analyse von Farbstoffen mit Goldelektroden
Goldbeschichtete Silizium-Wafer bieten inhärente elektrische Eigenschaften, die in elektrochemischen Anwendungen genutzt werden können. Die Siliziumsubstrate von Platypus Technologies wurden sorgfältig entwickelt, um als Hochleistungselektroden zu dienen.
Eine neue Veröffentlichung von der Clemson University in South Carolina beschreibt eine elektrochemische Analysemethode zur Bestimmung der Menge an aktivem Ladungsmaterial in einem Preußischblau-Analogon (PBA) namens Nickelhexacyanoferrat (Ni-HCF). PBAs sind vielversprechende Materialien für die Entwicklung neuer Batterietechnologien aufgrund ihrer einzigartigen offenen kristallinen Struktur und ihrer einstellbaren Leitfähigkeit. Diese Struktur kann verändert werden, um die Leitfähigkeit des Materials zu verbessern.
Das Papier beschreibt eine elektrochemische Methode, bei der ein Material (Ni-HCF) direkt auf einer Elektrode hergestellt wird. Für diese Studie wurden goldbeschichtete Siliziumwafer von Platypus Technologies verwendet, um eine aktive Elektrode zu erzeugen. Ziel der Autoren war es, die Menge des Materials zu bestimmen, die bei der Ladungsspeicherung von Ni-HCF aktiv ist.
Ni-HCF wurde in einem zweistufigen elektrochemischen Verfahren auf einem goldbeschichteten Siliziumwafer hergestellt. Die Ladungskapazität wurde durch zyklische Voltammetrie (CV) ermittelt, eine Technik, die bei der Bewertung von Oxidations-Reduktionsreaktionen nützlich ist und zur Messung des in einer Probe vorhandenen aktiven Materials verwendet werden kann.
Ein goldbeschichteter Siliziumwafer von Platypus Technologies diente sowohl als Substrat als auch als aktive Elektrode für das Experiment. Nickel wurde zunächst mit Gleichspannungsamperometrie auf der Goldoberfläche abgeschieden, wobei die Spannung so lange eingestellt wurde, bis die richtige Ladung durch die Elektrode floss. Anschließend wurde mit Hilfe der zyklischen Voltammetrie der Strom gemessen, während das Elektrodenpotenzial variierte. Der während der Filmherstellung als Funktion der Spannung gemessene Strom ist unten abgebildet und zeigt die Stromverschiebungen bei 0,4 Volt. Die zunehmenden Peaks in den Spektren weisen auf die Oberflächenbindung des Ni-HCF-Films hin.
Die Autoren führten zusätzliche röntgenspektroskopische Messungen an den mit Ni-HCF funktionalisierten goldbeschichteten Wafern durch. Diese Messungen waren nützlich, um die Stöchiometrie der PBA zu charakterisieren.
Weitere Untersuchungen könnten durchgeführt werden, um die Möglichkeit einer Abweichung von Probe zu Probe aufgrund von Probenrauheit und kinetischen Unterschieden zu bewerten. Nichtsdestotrotz wurde ein zerstörungsfreies vergleichendes elektrochemisches Verfahren zur Messung der Fe-Menge in einer PBA-Probe entwickelt. Diese Arbeit könnte dazu dienen, die Effizienz von PBA-Proben zu erhöhen, um bessere batterieähnliche Materialien herzustellen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die goldbeschichteten Siliziumwafer von Platypus Technologies zur Entwicklung und Charakterisierung neuartiger Materialien für Batterietechnologien verwendet wurden.
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