Impedanzspektroskopie an porösen Silbergasdiffusionselektroden für die Sauerstoffreduktion in alkalischer Lösung

Abstract

Aufbauend auf De Levie’s Porenmodell, werden verschiedene neue Modelle (Impedanzmodelle) und Ansätze zur Beschreibung von porösen Elektroden vorgestellt. Diese hochstrukturierten Elektroden werden, dank ihrer hohen Obefläche meist in elektrochemischen Systemen zur Energieerzeugung und Speicherung eingesetzt, wie z.B. in Brennstoffzellen und alkalischen Elektrolyseuren zur Wasserspaltung oder Chlorerzeugung. Es werden elektrochemische Impedanzspektren (EIS) und zyklische Voltammogramme (CV), gemessen an verschiedenen Silber- und Silberoxidgasdiffusionselektroden unter verschiedenen Betriebsbedingungen und Oberflächenvorbehandlung und die zur Auswertung der Spektren eingesetzten Modelle (Ersatzschaltbilder) vorgestellt und diskutiert. Mit Hilfe der EIS und CV konnten verschiednen kinetische Parameter (Austauschstromdichte, Tafelsteigung) und Parameter, die von der Elektrodenstruktur abhängig sind (Porosität) ermittelt werden. Zusätzlich werden noch EIS während Langzeituntersuchungen an alkalischen Sauerstoffkathoden und Degradationsuntersuchungen vorgestellt.