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Impedanzspektroskopie - Ein Überblick von der Theorie bis zur Anwendung
Die Impedanzspektroskopie ist ein Verfahren, bei dem das Verhalten eines Systems unter Wechselstrombelastung untersucht wird. Jedes zu untersuchende System lässt sich als Kombination von Widerständen, Kapazitäten und Induktivitäten verstehen, welche bestimmten realen Komponenten oder Vorgängen entsprechen. Eine genaue Kenntnis des Systems ermöglicht das Erstellen eines Ersatzschaltbildes. Damit können Veränderungen im elektrischen Verhalten als Veränderungen einzelner Systemkomponenten gedeutet werden. Das Verfahren eignet sich beispielsweise zur Untersuchung von elektrochemischen Systemen, wie einer korrodierenden Metalloberfläche oder passivierenden Schichten. Aufgrund der typischerweise sehr geringen Ströme, die während der Messung fließen, werden die zu untersuchenden Oberflächen praktisch nicht verändert. In speziellen Anwendungsfällen können, frequenzabhängig, relativ lange Messzeiten von mehreren Stunden entstehen, weswegen ein stabiles System Voraussetzung für die Messungen ist. Für die Untersuchungen werden ein Potentiostat, ein Frequenzganganalysator sowie eine Steuer- und Auswertesoftware benötigt.
WOMag 09/2015 Knoblauch, Christiane
Impedance Spectroscopy – and Overview from Theory to Application
Impedance spectroscopy is a technique which allows the study of a system subjected to alternating current. Every such system can be characterised in terms of an equivalent circuit, including resistive, capacitive and inductive elements. These can be actual components or features of a system exhibiting a particular type of behaviour. With an exact knowledge of such systems, the equivalent circuit can be constructed. In this way, changes in the system behaviour with changes in the value of the individual components can be predicted. This approach has shown itself especially valuable in the study of electrochemical systems and processes, such as corroding metal surfaces or formation of passive layers. Because the currents involved in such studies are usually extremely small, minimal changes to the nature of the surface will take place. In some applications, frequency -dependent measurement times of several hours are required and in such cases, the system to be studied must be relatively stable. The equipment required includes a potentiostat, a frequency response analyser as well as the associated software to control the equipment and analyse the results.
