Messung und Modellierung nichtlinearer, elektrochemischer Impedanzen

Abstract

Der Mechanismus der Wechselstromkorrosion konnte bis dato noch nicht aufgeklärt werden. Interessant zu wissen wäre unter welchen Voraussetzungen es zu Korrosionserscheinungen kommen kann und wie hoch die Korrosionsrate bei gegebenem Wechselstrom bzw. Wechselspannung ist.<br />Wünschenswert wäre eine Labormethode um unter simulierten AC-Korrosionsbedingungen Informationen über den Korrosionszustand der Elektrode und die beteiligten Prozesse und Reaktionen zu gewinnen.<br />Die im Rahmen dieser Arbeit verfolgte Idee ist, diese Informationen über das nichtlineare Strom-Spannungsverhalten einer Metall-Elektrolytgrenze zu erhalten.<br />Diese nichtlinearen Impedanzen sollten im Elektrotechniksimulationsprogramm PSpice modelliert und simuliert werden.<br />Mit geeigneten Dummyzellen, die aus Widerstand, Kondensator und Dioden zusammengesetzt waren, wurden nichtlineare Impedanzen nachgebildet.<br />Messungen an diesen Zellen wurden mit den entsprechenden Simulationen verglichen, um die Messtechnik einerseits und die Simulation andererseits zu überprüfen.<br />An 3 ausgewählten elektrochemischen Modellsystemen wurde dann die tatsächliche Anwendbarkeit auf elektrochemische Zellen getestet.<br />Für das System Cu/Cu[SO tief 4] in [H tief 2][SO tief 4] konnten sehr gute Übereinstimmungen der gemessenen mit den simulierten Strom- Spannungskurven erzielt werden.<br />Für die komplexeren Systeme Pt/[Na tief 2][SO tief 4], Pt/[H tief 2][SO tief 4] waren die Simulationen noch nicht brauchbar, weil derzeit noch keine geeigneten Elemente in PSice zur Simulation von Phänomenen wie Diffusionsbegrenzung oder Deckschichtbildung vorliegen.<br />