Impedanzspektroskopie

Die (elektrochemische) Impedanzspektroskopie ist eine Erweiterung der Impedanz-Analyse. Hierbei wird die Impedanz bei mehreren Frequenzen über einen Frequenzbereich (Spektrum) bestimmt.

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Mit ihrer Hilfe lassen sich frequenzabhängige Phänomene von elektrochemischen Komponenten analysieren.

Beispiele:

• Energiespeicher, Batterien, Doppelschicht-Kondensator und Brennstoffzellen
• Biologische und biomedizinische Systeme
• Geophysik (Spektrale Induzierte Polarisation, SIP)
• Halbleiter
• Korrosion
• Oberflächentechnik
• Kinetik

Das Impedanzspektrum beschreibt die Übertragungsfunktion des Systems und kann als Bode-Diagramm oder üblicherweise als Nyquist-Diagramm dargestellt werden. Da hierbei hauptsächlich Kapazitäten und seltener Induktivitäten auftreten, wird die negative imaginäre Achse normalerweise nach oben aufgetragen. Neben den in der Elektrotechnik üblichen Impedanzen können noch andere Impedanzen auftreten, die zum Beispiel durch Diffusionsprozesse verursacht werden. Dazu zählen beispielsweise die Warburg-Impedanz oder die Nernst-Impedanz.

Zur Analyse wird ein Ersatzschaltbild erstellt, das die vermuteten chemischen und physikalischen Prozesse darstellen soll. So kann ein Kondensator eine eventuell vorhandene elektrochemische Doppelschicht bedeuten. Dieses Schaltbild muss mit einem Fitting an die Messwerte angepasst werden.

Siehe auch

• Cole-Cole-Diagramm (Cole-Cole-Plot)