Qué es Espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS) ?

¿Qué significa la espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS)?

La espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS) determina las propiedades dieléctricas de los materiales. Esto se mide por la interacción del campo externo con el momento dipolar de una muestra en particular, generalmente establecido por la permitividad.

También se considera una técnica experimental que describe sistemas electroquímicos. Este método mide la impedancia del sistema en una serie de frecuencias. Por lo tanto, se describe la respuesta de frecuencia que implica propiedades de disipación y almacenamiento de energía. La mayoría de las veces, los datos recopilados a través de la espectroscopia de impedancia electroquímica se transmiten gráficamente en diagramas de Nyquist y diagramas de Bode.

La espectroscopia de impedancia electroquímica también se conoce como espectroscopia dieléctrica.

industriapedia explica la espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS)

La mayoría de las estructuras fisicoquímicas, como los osciladores y las células electroquímicas, así como los tejidos biológicos, tienen propiedades de disipación y almacenamiento de energía. La espectroscopia de impedancia electroquímica sirve como método para medirlos o evaluarlos.

La impedancia es la oposición que existe al flujo de corriente alterna dentro de un sistema crítico. Una forma pasiva de sistema eléctrico se compone de una resistencia o disipador de energía y un condensador o elementos de almacenamiento de energía. Si el sistema es completamente resistivo, la oposición de CA a CC es resistencia.

La impedancia electroquímica generalmente se mide con el uso de una pequeña señal de excitación, por lo que la respuesta de la celda es falsamente lineal. En este sistema, la respuesta al potencial sinusoidal es una sinusoide de frecuencia similar. Estas frecuencias se pueden representar a través de los diagramas de Bode y Nyquist.

La medición de EIS lleva mucho tiempo y puede llevar muchas horas. Con este método, el sistema bajo medición debería estar en un estado constante durante el tiempo requerido para medir el espectro EIS. La deriva del sistema es un problema común en este tipo de medición y análisis.

En la práctica, es difícil lograr un estado estacionario debido a varios factores, tales como:

  • impurezas
  • Crecimiento de la capa de óxido
  • Acumulación de productos de reacción
  • Degradación del revestimiento
  • Cambios de temperatura

Este método se ha desarrollado enormemente a lo largo de los años. Actualmente se emplea ampliamente en varios campos científicos como la interacción biomolecular, las pruebas de celdas de combustible y la definición microestructural. A menudo, esta técnica revela información sobre el mecanismo de reacción del proceso electroquímico. Esto describe el hecho de que varias etapas de reacción regirán a frecuencias definidas y tal respuesta reflejada por EIS ayuda a determinar la tasa de paso límite. Por lo tanto, estos deben evitarse para obtener mediciones precisas.

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