Dokument: Oberflächenanalytische Untersuchungen zur anodischen Deckschichtbildung auf Kobalt- und Co(0001)-Einkristallelektroden

Titel:	Oberflächenanalytische Untersuchungen zur anodischen Deckschichtbildung auf Kobalt- und Co(0001)-Einkristallelektroden
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=2734
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20040130-000734-7
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Foelske, Annette [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 10,52 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 09.02.2007 / geändert 09.02.2007
Beitragende:	Prof. Dr. Strehblow, Hans-Henning [Gutachter] Prof. Dr. Staikov, Georgi [Gutachter] Prof. Dr. Virtanen, S. [Gutachter]
Stichwörter:	Kobalt, Co, Co(0001), XPS, in situ RTM, Passivität, Elektrochemie, Co(OH)2(0001), Reduktion, KorrosionCobalt, Co, Co(0001), XPS, in situ STM, Passivity, Electrochemistry, Co(OH)2(0001), Reduction, Corrosion
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 540 Chemie
Beschreibung:	Im Rahmen der Dissertation "Oberflächenanalytische Untersuchungen zur anodischen Deckschichtbildung auf Kobalt- und Co(0001)-Einkristallelektroden" wurde das Passivierungs- und Reduktionsverhalten von Kobalt- und Co(0001)-Elektroden in verschiedenen Elektrolyten (2 < pH < 13) mit oberflächenanalytischen Methoden untersucht. Es hat sich herausgestellt, dass sich die Methoden XPS und in situ RTM hervorragend ergänzen, da sowohl chemische als auch strukturelle Informationen über das Passivverhalten von Kobalt erhalten wurden, die mit thermodynamischen Erwartungen und elektrochemischen Untersuchungen korrelieren. Kobalt weist in alkalischen Elektrolyten zwei Passivitätsbereiche vor. Die primäre Passivschicht wird bei niedrigen Potenzialen gebildet und besteht bei pH 13 aus einer Co(OH)2 Fällungsschicht, die auf Dicken von d > 30 nm anwachsen kann. Bei pH 9,3 wird das Hydroxid nicht stabilisiert, hier besteht die primäre Passivschicht aus einer 1-2 nm dünnen CoO/Co(OH)2 Schicht, die mit der Zeit dehydratisiert. Aufgrund der Löslichkeit des CoO in sauren Elektrolyten ist hier bei niedrigen Potenzialen keine Schichtbildung zu beobachten. Die sekundäre Passivschicht bildet sich bei hohen Potenzialen und ist in ihrer Zusammensetzung bei allen pH Werten nahezu identisch. Sie besteht aus einer bis zu 9 nm dicken Mischschicht von an der Elektrode lokalisiertem Co3O4 und Co2O3, der sich elektrolytseitig Co(OH)2 und CoOOH anschließen. Ein in der Stromspannungscharakteristik bei pH 13 auffallender, scharfer Oxidationspeak bei E = 0,35 V/SHE wird durch die partielle Oxidation von a-Co(OH)2 zu CoOOH verursacht. In Natronlauge wird die Oxidation durch das Aufwachsen von 1 bis 2 Monolagen Co(OH)2(0001) in paralleler Epitaxie zum Co(0001) Substrat initiiert. Das Hydroxid zeigt aufgrund einer Gitterfehlanpassung zum Co(0001) Substrat eine hexagonale Überstruktur mit einer Periodizität von 1,25 nm und löst sich bei höheren Potenzialen erneut auf. In dieser Arbeit konnten erstmals die bei einer Reduktion ablaufenden Elektrodenprozesse mit in situ RTM in atomarer Größenordnung beobachtet werden. Bei der Reduktion von Co(OH)2(0001) wurden Keimbildung, Terrassenwachstum und Oberflächendiffusion von Metallclustern und OH--Co2+-OH- Trimeren beobachtet. Die Trimeren diffundieren zu den Stufenkanten, dekorieren sie und verhindern die weitere Integration von Metallatomen in das Co(0001) Substrat, so dass Dekoration und Clusterbildung das Endstadium der Reduktion in diesem Elektrolyten auf der Elektrode darstellen.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Chemie
Dokument erstellt am:	30.01.2004
Dateien geändert am:	12.02.2007
Promotionsantrag am:	14.01.2004
Datum der Promotion:	14.01.2004