【2021年版】ガルバノスタット メーカー12社一覧
ガルバノスタットのメーカー12社を一覧でご紹介します。まずは使用用途や原理についてご説明します。
目次
ガルバノスタットは
ガルバノスタットは、電気化学測定装置の１つです。
対象となるサンプルに対して、電気信号を与えて化学反応を起こしたり、化学反応から生じる信号を測定したりします。
ガルバノスタット単体で用いるのではなく、同じく測定装置であるポテンショスタットとセットで利用されます。
2つの装置は試料極、対極、参照極の3電極のセルを制御しています。ポテンショスタットは電極の電圧を制御しますが、ガルバノスタットは電極の電流を制御する違いがあります。
ガルバノスタットの使用用途
ガルバノスタットは、クロノポテンショメトリーや電池の放充電試験で用いられます。
- クロノポテンショメトリー
電位の時間変化を追跡し、データを測定する方法です。一般的には試料極に一定の電流を流し、試料極と電解液の間に流れを与えない状態で、電気化学反応に関するパラメータを取得します。得られるパラメータには、酸化還元反応に関係する物質の濃度や、拡散係数があります。
電解液中に存在する成分の酸化還元反応を扱うため、電極には溶けてイオンになりにくい白金が用いられます。
- 電池の放充電
電池には一次電池と二次電池が存在します。一次電池は使い切りの電池であり、放電のみ可能です。一方二次電池は、放電と充電が可能で、繰り返し使うことができる電池です。放充電の性能を評価するため、ガルバノスタットが用いられます。
放充電可能な電池として、リチウムイオン電池が挙げられます。リチウムイオン電池は、スマホやハイブリッド車の電池として用いられています。
ガルバノスタットの原理
ガルバノスタットを利用した測定では、測定対象物、信号発信機、PCを組み合わせて使います。
信号発信機には周波数応答アナライザ(FRA)が使われます。FRAは単一周波数のsin波を印加します。
FRAから印加されたsin波が、ガルバノスタットに入力されます。sin波が入力されることで、電圧が生じます。
ガルバノスタット内で発生した電圧により、測定対象物に電流が流れます。測定対象物に電流が流れると、応答信号が発信され、信号がガルバノスタットに入力されます。
ガルバノスタットに入力された信号は、波に変換され、FRAに入力されます。この時、入力したsin波からω分だけ位相がずれたsin(ω)波が生じます。位相のずれは測定対象物により異なります。
sin(ω)波はFRA内で、フーリエ変換が行われます。フーリエ変換により、測定周波数成分だけを取り出します。
最後にフーリエ変換で抜き出したデータをPCに入力します。この値をモニタリングすることで、パラメータを定量的に評価することが可能になります。
参考文献
https://www.seika-di.com/measurement/material/potentiostat.html
https://www.jstage.jst.go.jp/article/sfj/68/5/68_270/_pdf/-char/ja
http://www.nihonkaikeisoku.co.jp/denshi42.htm
https://www.basj.com/glossary.html
https://www.jstage.jst.go.jp/article/electrochemistry/67/11/67_1084/_pdf
https://www.jstage.jst.go.jp/article/electrochemistry/80/1/80_1_57/_pdf
https://www.infuse-net.com/articles/articles003.html
ガルバノスタットのメーカー情報
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