Impedanzspektroskopie an porösen Silberelektroden für die Sauerstoffreduktion in alkalischer Lösung

Kurzfassung

Aufbauend auf De Levies Porenmodell [1] werden verschiedene neue Modelle (Im-pedanzmodelle) und Ansätze zur Beschreibung von porösen Elektroden vorge¬stellt. Hochstrukturierten Elektroden werden dank ihrer hohen Obefläche meist in elektro-chemischen Systemen zur Energieerzeugung und Speicherung eingesetzt, wie z.B. in Brennstoffzellen [2] , alkalischen Elektrolyseuren zur Wasserspaltung oder Chlor-erzeugung durch die NaCl-Elektrolyse und in Metall-Luft Batterien. Elektrochemische Impedanzspektren (EIS) und zyklische Voltammogramme (CV), gemessen an verschiedenen Silber- und Silberoxidgasdiffusionselektroden unter verschiedenen Betriebsbedingungen (Strombelastung, Sauerstoffpartialdruck, Lau-genkonzentration und Temperatur) und verschiedener Oberflächen¬vorbehandlung vorgestellt. Die zur Auswertung der Spektren eingesetzten Modelle (Ersatzschalt-bilder) werden vergleichend dargestellt und diskutiert. Mit Hilfe der EIS und CV konnten verschiedene kinetische Parameter (Austauschstromdichte, Tafel¬steigung) und Parameter, die von der Elektrodenstruktur abhängig sind (Porosität) ermittelt werden. Zusätzlich werden noch während Langzeituntersuchungen an alkalischen Sauerstoffkathoden aufgenommenen Impedanzspektren und Degradationsuntersu-chungen vorgestellt. Literatur: [1] R. de Levie, Electrochemical Response of Porous and Rough Electrodes, in: “Advances in Electrochemistry and Electrochemical Engineering, Vol.6, ed. P. De-lahay and C.W. Tobias, Interscience, New York, pp. 329-397, 1967. [2] N. Wagner, “Electrochemical power sources – Fuel cells” in Impedance Spec-troscopy: Theory, Experiment, and Applications, 2nd Edition, Edited by Evgenij Barsoukov and J. Ross Macdonald, John Wiley&Sons, Inc., ISBN: 0-471-64749-7, pp.497-537, 2005.