The Role of Electrochemical Impedance Spectroscopy in the Characterization of Electrodes and Devices for Energy Conversion and Storage

Abstract

U ovom su članku opisani osnovni principi elektrokemijske impedancijske spektroskopije, EIS, i mogućnosti njezine primjene u karakterizaciji elektroda i elektrokemijskih uređaja za pretvorbu i skladištenje energije. Objašnjen je koncept impedancije, opisani nužni stupnjevi analize mjerenih impedancijskih spektara i dane osnovne relacije za impedanciju pojedinih elektrokemijskih procesa u sustavu. Prikazani su električni ekvivalentni krugovi kao impedancijski analozi jediničnih članka elektrokemijskog (super)kondenzatora, galvanskog članka (baterije) i gorivnog članka, opisane pojedine komponente i parametri koji definiraju sustav. Navedene su prednosti i problemi pri primjeni ove tehnike u procjeni stanja i pogrešaka pri radu ovih elektrokemijskih uređaja.This article describes the basic principles of the Electrochemical Impedance Spectroscopy, EIS, technique and its application in the characterization of electrode materials and electrochemical devices for energy conversion and storage. The concept of impedance and the necessary steps of impedance spectra analysis are explained. Basic relations for impedance of particular electro- chemical processes occurring in the system(s) are derived. Electrical equivalent circuits as impedance analogues for single-cell units of electrochemical (super)capacitors, galvanic cells (batteries) and fuel cells, as well as separate impedance components and parameters describing the system(s) are presented and discussed. The advantages and problems in application of the EIS technique for evaluation of operating states and possible failures of these electrochemical devices are described

    Similar works