Elektrochemische Rastermikroskopie zur direkten Abbildung von Reaktionsgeschwindigkeiten

Abstract

Eine entscheidende Rolle in der Elektrochemie, aber auch in biologischen Systemen oder beim Transport durch Membranen, spielen lokale Prozesse an Fest‐flüssig‐Grenzflächen oder Flüssig‐flüssig‐Grenzflächen, die z. B. an Defektstellen, an Poren oder an einzelnen Zellen ablaufen und sich durch integrale Untersuchungsverfahren nur schwer erfassen lassen. Mit der elektrochemischen Rastermikroskopie steht eine Untersuchungsmethode für lokale Grenzflächenreaktionen zur Verfügung, die nach zwei Jahrzehnten Entwicklung eine solide theoretische Basis und eine große Zahl von Anwendungen aufweist. Sie bietet die Möglichkeit, Geschwindigkeiten heterogener Reaktionen direkt abzubilden und Oberflächen durch elektrochemisch erzeugte Reaktanten lokal zu modifizieren. Die Vielfalt der Anwendungen reicht von klassischen elektrochemischen Fragestellungen bei der Untersuchung lokaler Korrosionsphänomene und elektrokatalytischer Reaktionen in Brennstoffzellen, von Sensoroberflächen, Biochips und mikrostrukturierten Analysesystemen bis hin zum Massentransport durch synthetische Membranen, Haut und Gewebe sowie interzellulären Kommunikationsprozessen. Außerdem können Prozesse an Flüssigkeitsoberflächen oder an Flüssig‐flüssig‐Grenzflächen untersucht werden.

Scanning Electrochemical Microscopy for the In Situ Characterization of Solid–Electrolyte Interphases: Highly Oriented Pyrolytic Graphite versus Graphite Composite

“…Approach curves provide detailed kinetic measurements at one location whereas imaging provides am appingo fr eaction rates of the sample. [16,17] As there is also ad istanced ependence,w ef ollowed the development of imageso fi dentical regions over several subsequently recorded image frames. Althought he features in an individual image cannot be unambiguously assigned to either topographico rr eactivity effects, the changes between subsequent images of identical sample regionsm ust be due to changes of local SEI properties.T he choice of the mediator is critical, and this aspect will be discussed in another contribution to this Special Issue.…”

Review of Local In Situ Probing Techniques for the Interfaces of Lithium‐Ion and Lithium–Oxygen Batteries

“…Scanning electrochemicalmicroscopy (SECM) [95] is ascanning probe technique in which the current resulting from an electrolysis at am icrodisc electrode (ME) is used to construct the signal. There are severale stablished working modes, from which the most importanti nt his context are the feedback mode (FB) and the sample-generation/tip-collection mode (SG/TC,S ection 5).…”

Analytical Expressions for Quantitative Scanning Electrochemical Microscopy (SECM)

“…Some examples, however not exhaustive, can be found in recent reviews. [1][2][3][4][5] In this present Minireview, the objectives are to describe a second level of quantitative SECM data treatments for further quantitative interpretation as, for example, kinetics characterization.…”