Universität Tübingen
Spektroskopie an Silberelektroden auf yttriumstabilisiertem Zirkondioxid
Abstract
Ein neuer Messaufbau für in situ Spektroskopie an Elektroden auf Oxidionenleitern wurde entwickelt, der ein Referenzsystem aus porösen Platinelektroden und gasförmigem Sauerstoff besitzt und elektrochemisch gut definierte Messbedingungen ermöglicht. Die Austrittsarbeit von Silberelektroden auf yttriumstabilisiertem Zirkondioxid wurde mit Ultraviolett-Photoelektronenspektroskopie bestimmt, die chemische Natur der Oberflächenspezies mit Röntgen-Photoelektronenspektroskopie. Die Austrittsarbeit einer dichten Silberelektrode lässt sich durch elektrochemische Bildung von Oberflächendipolschichten aus Sauerstoffspezies beeinflussen. Die Eigenschaften der beobachteten Sauerstoffspezies decken sich mit den in der Literatur beschriebenen Eigenschaften von Sauerstoffspezies auf Silber, die durch Adsorption bei hohen Temperaturen erzeugt wurden. Bei Messungen an porösen Elektroden auf Ionenleitern muss der Einfluss des Elektrolyten berücksichtigt werden. Man findet eine Überlagerung der Eigenschaften der Silberelektrode und der des YSZ. Bei der Bestimmung der Austrittsarbeit poröser Elektroden mit UPS wird eine effektive Austrittsarbeit bestimmt. Die Ergebnisse der elektrochemischen Charakterisierung zeigen keine signifikanten Unterschiede im Elektrodenmechanismus zwischen dichter und poröser Elektrode. Die Erfassung des frequenzabhängigen Verhaltens von Druckschwankungen in der Analysenkammer des UHV-Systems liefert zur elektrochemischen Impedanzspektroskopie komplementäre Informationen zum Elektrodenmechanismus. Diese neue Methode wird als Oberflächenimpedanzspektroskopie bezeichnet. Die Messergebnisse zeigen, dass der Austausch zwischen gelöstem Sauerstoff und Gasphasensauerstoff die Kinetik bei den verwendeten Elektroden in erheblichem Maße bestimmt. Die kinetischen Konstanten hängen allerdings stark vom angelegten Potential ab, die Oberfläche wird mit ansteigendem Potential zunehmend blockierend.
Author and committee
dc:creator, dc:contributor.*- Author
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- Rösch, Martin
Identifiers
dc:identifier.*- Identifier
- hdl:10900/48191