Afin de répondre aux exigences techniques particulièrement pointues de l’électrochimie, il est indispensable de disposer d’un équipement de mesure adapté. Pour entreprendre des travaux précis et fiables, quel est le matériel préconisé lorsqu’on souhaite réaliser l’étude de phénomènes électrochimiques ?
En quoi consiste l’étude des phénomènes électrochimiques ?
L’électrochimie est une discipline scientifique qui permet d’étudier les interactions entre l’électricité et la chimie. Il peut s’agir d’une transformation chimique due à un contact électrique, dont l’intensité est variable. De même, le principe d’altération chimique peut générer un courant électrique. On parle alors d’échanges réciproques. Les domaines d’application sont nombreux, particulièrement en ce qui concerne le secteur de l’industrie chimique :
- La corrosion et les traitements de surface afférents ;
- L’électrosynthèse, comme pour la production d’aluminium et de soude ;
- La conversion et le stockage énergétique à partir d’accumulateurs ou de piles ;
- L’étude de l’environnement et la biologie.
Au même titre qu’un détecteur de radioactivité, l’équipement des chercheurs et des industriels nécessite une grande rigueur dans leur conception et leur fabrication.
Analyseur, spectromètre et porte-échantillons
Pour les mesures des particularités électriques des matériaux, il convient de disposer d’un analyseur ou d’un spectromètre d’impédance. Cela permet d’étudier l’importance des transferts de réaction et le niveau de résistance observé. On peut éventuellement se tourner vers un modèle de spectromètre d’impédance complexe si les échantillons présentent des gradients de concentration. En complément de cet équipement, les chercheurs doivent posséder des porte-échantillons dédiés au stockage et aux tests à température ambiante, dans un cryostat ou un four.
Potentiostat et galvanostat : deux appareils de mesure précis et fiables
Potentiostat/Galvanostat Modulab XM ECS (ElectroChemistry Station)
Autres éléments incontournables pour l’étude des phénomènes électrochimiques : le potentiostat et le galvanostat. Le premier appareil mesure les différences de potentiel entre une référence et un échantillon de travail. Il est paramétré à une vitesse prédéterminée.
Quant au galvanostat, il maintient le courant électrique à une intensité constante. Il se distingue par sa résistance électrique potentiellement infinie. On peut ainsi réaliser des mesures de l’ordre de l’ampère et du picoampère, en polarité négative ou positive. De type mono ou multivoie, ces appareils s’accompagnent d’une gamme d’électrodes adaptées.
D’autres équipements à prévoir en électrochimie
Afin de compléter son équipement dédié à l’électrochimie, le matériel pour le traitement du signal se décline sous la forme d’amplificateurs, de choppers ou de lock-in. Il est aussi possible de prévoir des analyseurs et des cycleurs de batterie en vue de tests d’impédance, de contrôle qualité et de durée de vie. Ils peuvent également servir à réaliser des processus de charge et de décharge.