DE102016222613B3

DE102016222613B3 - Measuring cell for Raman spectroscopy at a solid-liquid interface and uses thereof

Info

Publication number: DE102016222613B3
Application number: DE102016222613.4A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Horvat; Layal Daccache; Timo Jacob; Attila Farkas
Original assignee: Universitaet Ulm
Current assignee: Universitaet Ulm
Priority date: 2016-11-17
Filing date: 2016-11-17
Publication date: 2018-05-03
Anticipated expiration: 2036-11-18
Also published as: WO2018091589A1

Abstract

Erfindungsgemäß wird eine Messzelle für die Raman-Spektroskopie an einer Fest-Flüssig-Grenzfläche bereitgestellt. Die Messzelle besteht im Wesentlichen aus einem Grundkörper und zumindest Teilen einer Arbeitselektrode, Referenzelektrode und Gegenelektrode. In der erfindungsgemäßen Messzelle bildet ein Teil der Arbeitselektrode den Boden der Messzelle, der mit Elektrolyt in Kontakt steht, wobei die elektrische Kontaktierung dieses Teils der Arbeitselektrode an einem Ort der Messzelle erfolgt, der nicht mit Elektrolyt in Kontakt steht. Dies bewirkt, dass bereits bei sehr geringen Elektrolytmengen unerwünschte Potentialverschiebungen vermieden werden und Qualität, Auflösung und Standardabweichungen der mit der Messzelle aufgenommenen Spektren besser sind als im Stand der Technik. Die Anordnung des zweiten Teils der Arbeitselektrode in einer Ausnehmung an der Unterseite des Grundkörpers bewirkt eine einfache und schnelle Reinigung der Messzelle. Es werden zudem Verwendungen der erfindungsgemäßen Messzelle vorgeschlagen.According to the invention, a measuring cell for Raman spectroscopy is provided at a solid-liquid interface. The measuring cell consists essentially of a base body and at least parts of a working electrode, reference electrode and counter electrode. In the measuring cell according to the invention, a part of the working electrode forms the bottom of the measuring cell, which is in contact with electrolyte, wherein the electrical contacting of this part of the working electrode takes place at a location of the measuring cell, which is not in contact with electrolyte. This has the effect that undesired potential shifts are avoided even with very small amounts of electrolyte and that the quality, resolution and standard deviations of the spectra recorded with the measuring cell are better than in the prior art. The arrangement of the second part of the working electrode in a recess at the bottom of the body causes a simple and quick cleaning of the measuring cell. In addition, uses of the measuring cell according to the invention are proposed.

Description

Erfindungsgemäß wird eine Messzelle für die Raman-Spektroskopie an einer Fest-Flüssig-Grenzfläche bereitgestellt. Die Messzelle besteht im Wesentlichen aus einem Grundkörper und zumindest Teilen einer Arbeitselektrode, Referenzelektrode und Gegenelektrode. In der erfindungsgemäßen Messzelle bildet ein Teil der Arbeitselektrode den Boden der Messzelle, der mit Elektrolyt in Kontakt steht, wobei die elektrische Kontaktierung dieses Teils der Arbeitselektrode an einem Ort der Messzelle erfolgt, der nicht mit Elektrolyt in Kontakt steht. Dies bewirkt, dass bereits bei sehr geringen Elektrolytmengen unerwünschte Potentialverschiebungen vermieden werden und Qualität, Auflösung und Standardabweichungen der mit der Messzelle aufgenommenen Spektren besser sind als im Stand der Technik. Die Anordnung des zweiten Teils der Arbeitselektrode in einer Ausnehmung an der Unterseite des Grundkörpers bewirkt eine einfache und schnelle Reinigung der Messzelle. Es werden zudem Verwendungen der erfindungsgemäßen Messzelle vorgeschlagen. According to the invention, a measuring cell for Raman spectroscopy is provided at a solid-liquid interface. The measuring cell consists essentially of a base body and at least parts of a working electrode, reference electrode and counter electrode. In the measuring cell according to the invention, a part of the working electrode forms the bottom of the measuring cell, which is in contact with electrolyte, wherein the electrical contacting of this part of the working electrode takes place at a location of the measuring cell, which is not in contact with electrolyte. This has the effect that undesired potential shifts are avoided even with very small amounts of electrolyte and that the quality, resolution and standard deviations of the spectra recorded with the measuring cell are better than in the prior art. The arrangement of the second part of the working electrode in a recess at the bottom of the body causes a simple and quick cleaning of the measuring cell. In addition, uses of the measuring cell according to the invention are proposed.

Bei Messzellen für die Raman-Spektroskopie an einer Fest-Flüssig-Grenzfläche aus dem Stand der Technik erfolgt der elektrische Kontakt zur Arbeitselektrode mit Hilfe eines Drahtes an der Oberfläche der Arbeitselektrode. Da sich der kontaktierende Draht im Elektrolyt befindet können unkontrollierte Prozesse am Draht ablaufen, die irreführende Informationen, d.h. falsche Signale, bewirken und das Signal-Rausch-Verhältnis verschlechtern. Mit bekannten Messzellen ist es aufbaubedingt zudem unmöglich, eine Kontaktierung der Arbeitselektrode außerhalb des Elektrolyten zu realisieren d.h. es ist nicht möglich zu vermeiden, dass der Kontakt zur Arbeitselektrode Elektrolyt ausgesetzt ist.In measuring cells for Raman spectroscopy on a solid-liquid interface of the prior art, the electrical contact to the working electrode by means of a wire on the surface of the working electrode. Since the contacting wire is in the electrolyte, uncontrolled processes can occur on the wire, causing misleading information, i. cause false signals, and degrade the signal-to-noise ratio. With known measuring cells, it is also structurally impossible to realize a contacting of the working electrode outside the electrolyte, i. it is not possible to avoid contact with the working electrode being exposed to electrolyte.

Ferner ist in den gängigen Messzellen die Referenzelektrode gewöhnlich in „Pellet“-Form ausgestaltet und durch ein instabiles Potential gekennzeichnet. Dies führt zum Auftreten von unerwünschten Potentialverschiebungen und somit auch zu einer Verschlechterung des Signal-Rausch-Verhältnisses.Furthermore, in the conventional measuring cells, the reference electrode is usually designed in "pellet" shape and characterized by an unstable potential. This leads to the occurrence of undesired potential shifts and thus to a deterioration of the signal-to-noise ratio.

Darüberhinaus gestaltet sich die Reinigung von bekannten Messzellen für die Raman-Spektroskopie an einer Fest-Flüssig-Grenzfläche schwierig und ist sehr arbeitsintensiv.In addition, the purification of known Raman spectroscopy cells at a solid-liquid interface is difficult and laborious.

Die CN 103 399 000 A offenbart eine spektrale Elektrolysezelle, die zur in-situ-Charakterisierung eines Raman-Spektrums geeignet ist. Die CN 103 852 502 A offenbart einen Elektrolysetank, der für eine Tip-verstärkte Raman-Spektroskopie (TERS) -Technik geeignet ist. Die CN 104 535 553 A offenbart einen Elektrolysetank, der eine Metallbasis, einen Hohlraum, eine Dichtungsabdeckung, einen Lösungseinlass und einen Lösungsauslass umfasst. Die CN 2 773 674 Y offenbart einen elektrochemischen Analyse-Pool für die Laser-Raman-Spektroskopie. Die CN 105 403 553 A offenbart eine elektrolytische Dünnschicht-Stromzelle zur elektrochemischen in-situ-Raman-Spektrum-Detektion. Die CN 103 149 192 A offenbart eine elektrochemische Ramankombinierte Testvorrichtung für ein nicht-wässriges System. Die US 2014/0 346 052 A1 offenbart ein Reaktionsgefäß für die Raman-Spektrophotometrie. Die US 2012/0 113 420 A1 offenbart eine elektrisch betriebene Vorrichtung für oberflächenverstärkte Raman-Spektroskopie. Die US 8 390 805 B2 offenbart ein oberflächenverstärktes Raman-Spektroskopiesystem.The CN 103 399 000 A discloses a spectral electrolysis cell suitable for in-situ characterization of a Raman spectrum. The CN 103 852 502 A discloses an electrolytic tank suitable for tip-enhanced Raman spectroscopy (TERS) technique. The CN 104 535 553 A discloses an electrolytic tank comprising a metal base, a cavity, a sealing cover, a solution inlet, and a solution outlet. The CN 2 773 674 Y discloses an electrochemical analysis pool for laser Raman spectroscopy. The CN 105 403 553 A discloses a thin film electrolytic current cell for in-situ Raman spectrum electrochemical detection. The CN 103 149 192 A discloses an electrochemical Raman combined non-aqueous system testing device. The US 2014/0 346 052 A1 discloses a reaction vessel for Raman spectrophotometry. The US 2012/0 113 420 A1 discloses an electrically operated device for surface enhanced Raman spectroscopy. The US 8 390 805 B2 discloses a surface enhanced Raman spectroscopy system.

Ausgehend hiervon war es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Messzelle für die Raman-Spektroskopie an einer Fest-Flüssig-Grenzfläche bereitzustellen, die elektrolytfrei kontaktierbar ist, ein gegenüber bekannten Messzellen verbessertes Signal-Rausch-Verhältnis aufweist und sich leicht schnell reinigen lässt.Proceeding from this, it was the object of the present invention to provide a measuring cell for Raman spectroscopy at a solid-liquid interface, which is electrolytically contactable, has a comparison with known measuring cells improved signal-to-noise ratio and can be easily cleaned quickly.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Messzelle mit den Merkmalen von Anspruch 1 und die Verwendung der Messzelle mit den Merkmalen von Anspruch 17. Die abhängigen Ansprüche zeigen vorteilhafte Weiterbildungen auf.The object is achieved by the measuring cell with the features of claim 1 and the use of the measuring cell with the features of claim 17 , The dependent claims show advantageous developments.

Erfindungsgemäß wird eine Messzelle für die Raman-Spektroskopie an einer Fest-Flüssig-Grenzfläche bereitgestellt, enthaltend einen Grundkörper, wobei der Grundkörper

a) eine Oberseite, eine Unterseite und mindestens eine Seitenwand enthält, wobei die Oberseite und die Unterseite zumindest bereichsweise parallel zueinander angeordnet sind und zumindest bereichsweise über die mindestens eine Seitenwand miteinander verbunden sind;
b) eine erste Ausnehmung enthält, die in der Oberseite angeordnet ist und sich durchgehend bis zur Unterseite des Grundkörpers erstreckt;
c) eine zweite Ausnehmung enthält, die in der Oberseite und/oder in der mindestens einen Seitenwand angeordnet ist, sich in Richtung der ersten Ausnehmung erstreckt und mit dieser eine durchgängige Ausnehmung bildet, wobei die zweite Ausnehmung zumindest einen Teil einer Referenzelektrode und zumindest einen Teil einer Gegenelektrode enthält; und
d) eine dritte Ausnehmung enthält, die in der Oberseite und/oder in der mindestens einen Seitenwand angeordnet ist und sich einerseits in Richtung erster Ausnehmung erstreckt, aber mit dieser keine durchgehende Ausnehmung ausbildet, und sich andererseits durchgehend bis zur Unterseite des Grundkörpers erstreckt, wobei die dritte Ausnehmung einen ersten Teil einer Arbeitselektrode enthält;

dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper einen zweiten Teil der Arbeitselektrode enthält, wobei der zweite Teil der Arbeitselektrode an der Unterseite des Grundkörpers angeordnet ist, die erste Ausnehmung an der Unterseite der Messzelle gegenüber der dritten Ausnehmung flüssigkeitsdicht abschließt und den in der dritten Ausnehmung angeordneten ersten Teil der Arbeitselektrode (bevorzugt elektrisch) kontaktiert.According to the invention, a measuring cell for Raman spectroscopy is provided at a solid-liquid interface, comprising a base body, wherein the base body

a) includes an upper side, a lower side and at least one side wall, wherein the upper side and the lower side are arranged at least partially parallel to each other and at least partially connected to each other via the at least one side wall;
b) includes a first recess disposed in the top and extending continuously to the bottom of the body;
c) includes a second recess which is arranged in the upper side and / or in the at least one side wall, extending in the direction of the first recess and forms with this a continuous recess, wherein the second recess at least a portion of a reference electrode and at least a part a counter electrode contains; and
d) includes a third recess which is arranged in the upper side and / or in the at least one side wall and extends on the one hand in the direction of the first recess, but with this no continuous recess forms, and on the other hand extends continuously to the bottom of the base body, wherein the third recess includes a first part of a working electrode;

characterized in that the base body includes a second part of the working electrode, wherein the second part of the working electrode is arranged on the underside of the base body, the first recess on the underside of the measuring cell with respect to the third recess liquid-tight manner and arranged in the third recess first part the working electrode (preferably electrically) contacted.

Kern der Erfindung ist, dass die Kontaktierung der Arbeitselektrode nicht wie üblich über einen Draht innerhalb der Elektrolytlösung erfolgt, sondern Dank des speziellen Designs der Zelle außerhalb der Elektrolytlösung, also ohne Kontakt zur Elektrolytlösung. Demzufolge sind Qualität und Auflösung der Spektren besser als im Stand der Technik. Unerwünschte Potentialverschiebungen können vermieden werden. Ferner sind wesentlich geringere Standardabweichungen zu verzeichnen. Es können Raman-Spektren unter elektrochemischen Bedingungen aufgenommen werden. Beispielsweise wurde gefunden, dass mit einer eingesetzten Elektrolytmenge von nur 500 mm³ (= 500 µL) Spektren in hervorragenden Signal-Rausch-Verhältnis gemessen werden können. Ferner weist die erfindungsgemäße Messzelle nur zwei Elektrolytkontaktierende Bestandteile auf (erste Ausnehmung des Grundkörpers und die Oberseite des zweiten Teils der Arbeitselektrode), sodass sie sich schnell und einfach reinigen lässt.The core of the invention is that the contacting of the working electrode is not carried out as usual via a wire within the electrolyte solution, but thanks to the special design of the cell outside the electrolyte solution, that is without contact with the electrolyte solution. As a result, the quality and resolution of the spectra are better than in the prior art. Unwanted potential shifts can be avoided. Furthermore, significantly lower standard deviations are recorded. Raman spectra can be recorded under electrochemical conditions. For example, it has been found that with an inserted amount of electrolyte of only 500 mm ³ (= 500 μL) spectra can be measured in excellent signal-to-noise ratio. Furthermore, the measuring cell according to the invention has only two electrolyte-contacting components (first recess of the base body and the upper side of the second part of the working electrode), so that it can be cleaned quickly and easily.

In einer bevorzugten Ausgestaltungsform kontaktiert (bevorzugt elektrisch) eine dem Grundkörper, bevorzugt der Unterseite des Grundkörpers, zugewandte Seite des zweiten Teils der Arbeitselektrode den ersten Teil der Arbeitselektrode. Diese Ausgestaltungsform hat den Vorteil gegenüber einer Kontaktierung auf der dem Grundkörper abgewandten Seite des zweiten Teils der Arbeitselektrode, dass die Messzelle auf einfache Art und Weise kompakter und flacher ausgestaltet werden kann und die (bevorzugt elektrische) Kontaktierung zwischen dem ersten und zweiten Teil der Arbeitselektrode besser gegenüber äußeren Einflüssen (z.B. mechanische Belastungen) geschützt ist und damit stabiler ist. Diese Ausgestaltungsform hat ferner den Vorteil, dass der zweite Teil der Arbeitselektrode aus Schichten bestehen kann, von denen nur die dem Grundkörper zugewandte Schicht elektrisch leitfähige Eigenschaften aufweist. Die anderen Schichten können elektrisch isolierende Eigenschaften aufweisen. Die Dicke der elektrisch leitfähigen Schicht des zweiten Teils der Arbeitselektrode, die dem Grundkörper zugewandt ist, kann von mindestens einer Atomlage bis zu mehreren mm betragen. Der zweite Teil der Arbeitselektrode kann aus unterschiedlichen Materialien, die unterschiedlich räumlich angeordnet sind, bestehen. Für diese spezifische Ausgestaltungsform ist relevant, dass die zum Grundkörper zugewandte Oberfläche des zweiten Teils der Arbeitselektrode zumindest in einem Bereich elektrisch leitfähig ist. Die Ausdehnung dieses leitfähigen Bereichs des zweiten Teils der Arbeitselektrode ist dergestalt, dass eine elektrisch leitende Verbindung von der ersten Ausnehmung an der Unterseite des Grundkörpers (im Betrieb der Messzelle ist dies der mit Elektrolyt benetzte Bereich) über diesen leitfähigen Bereich bis zur Kontaktstelle mit dem ersten Teil der Arbeitselektrode gegeben ist.In a preferred embodiment, a side of the second part of the working electrode facing the main body, preferably the underside of the main body, contacts (preferably electrically) the first part of the working electrode. This embodiment has the advantage over a contacting on the side facing away from the base body of the second part of the working electrode, that the measuring cell in a simple manner can be made more compact and flatter and better (preferably electrical) contacting between the first and second part of the working electrode Protected against external influences (eg mechanical loads) and is therefore more stable. This embodiment also has the advantage that the second part of the working electrode may consist of layers, of which only the layer facing the base body has electrically conductive properties. The other layers may have electrically insulating properties. The thickness of the electrically conductive layer of the second part of the working electrode, which faces the base body, can be from at least one atomic layer up to several mm. The second part of the working electrode may consist of different materials, which are arranged differently in space. For this specific embodiment, it is relevant that the surface of the second part of the working electrode facing the main body is electrically conductive at least in one area. The extent of this conductive region of the second part of the working electrode is such that an electrically conductive connection from the first recess on the underside of the base body (in the operation of the measuring cell, this is the electrolyte wetted area) over this conductive area to the point of contact with the first Part of the working electrode is given.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltungsform weist der Grundkörper eine vierte Ausnehmung in der Unterseite auf, die mit der ersten Ausnehmung und dritten Ausnehmung eine durchgängige Ausnehmung ausbildet. Bevorzugt ist der zweite Teil der Arbeitselektrode in der vierten Ausnehmung enthalten. Der Vorteil der vierten Ausnehmung ist, dass die Messzelle insgesamt mit weniger Materialaufwand und in flacherer Bauweise ausgestaltet werden kann. Zudem ist die Positionierung des zweiten Teils der Arbeitselektrode zum Grundkörper stabiler gegenüber mechanischen Einflüssen auf die Messzelle, d.h. der zweite Teil der Arbeitselektrode ist in der vierten Ausnehmung vor Einflüssen von Außen geschützter und ihr Sitz kann nicht so leicht gegenüber dem Grundkörper verschoben werden.In a further preferred embodiment, the base body has a fourth recess in the underside, which forms a continuous recess with the first recess and the third recess. Preferably, the second part of the working electrode is contained in the fourth recess. The advantage of the fourth recess is that the measuring cell can be configured overall with less material expenditure and in a flatter construction. In addition, the positioning of the second part of the working electrode to the base body is more stable against mechanical influences on the measuring cell, i. the second part of the working electrode is protected from external influences in the fourth recess and its seat can not be displaced so easily with respect to the base body.

Die vierte Ausnehmung kann zumindest bereichsweise in Form eines geraden oder schiefen Zylinders ausgestaltet sein, wobei der Zylinder optional eine kreisförmige, elliptische oder eckige Grundfläche aufweist und wobei der Zylinder bevorzugt eine

a) Breite im Bereich von1 bis 100 mm, bevorzugt 10 bis 80 mm, besonders bevorzugt 20 bis 60 mm, insbesondere 40 bis 50 mm, aufweisen; und/oder
b) eine Höhe im Bereich von 1 bis 20 mm, bevorzugt 2 bis 16 mm, besonders bevorzugt 4 bis 10 mm, insbesondere 5 bis 7 mm, aufweisen.

The fourth recess may be configured at least in regions in the form of a straight or oblique cylinder, wherein the cylinder optionally has a circular, elliptical or angular base surface and wherein the cylinder is preferably a

a) have a width in the range of 1 to 100 mm, preferably 10 to 80 mm, particularly preferably 20 to 60 mm, in particular 40 to 50 mm; and or
b) have a height in the range of 1 to 20 mm, preferably 2 to 16 mm, particularly preferably 4 to 10 mm, in particular 5 to 7 mm.

Die vierte Ausnehmung kann ein Gewinde zur reversiblen Befestigung des zweiten Teils der Arbeitselektrode am Grundkörper enthalten und/oder ein Gewinde zur reversiblen Befestigung eines Gegenstücks zum Grundkörper, welches den zweiten Teil der Arbeitselektrode enthält.The fourth recess may include a thread for the reversible attachment of the second part of the working electrode to the base body and / or a thread for the reversible attachment of a counterpart to the base body, which contains the second part of the working electrode.

Die Messzelle kann ein Gegenstück zum Grundkörper aufweisen, das bevorzugt in der vierten Ausnehmung angeordnet ist, wobei das Gegenstück zum Grundkörper besonders bevorzugt mindestens eine, optional durchgängige, Ausnehmung zur reversiblen Befestigung des zweiten Teils der Arbeitselektrode an der Unterseite des Grundkörpers enthält, wobei die reversible Befestigung bevorzugt eine

a) Schraubverbindung ist und die mindestens eine Ausnehmung besonders bevorzugt als Gewinde, optional mit einer Mutter, ausgestaltet ist; und/oder
b) eine Magnetverbindung ist und besonders bevorzugt einen Magneten enthält.

The measuring cell may have a counterpart to the main body, which is preferably arranged in the fourth recess, the counterpart to the main body particularly preferably contains at least one, optionally continuous, recess for reversibly attaching the second part of the working electrode to the underside of the base body, wherein the reversible Attachment prefers one

a) screw is and the at least one recess is particularly preferably designed as a thread, optionally with a nut; and or
b) is a magnetic connection, and more preferably contains a magnet.

Die Unterseite des Grundkörpers weist bevorzugt eine dem Gegenstück zum Grundkörper entsprechende Ausnehmung auf. Natürlich kann das Gegenstück des Grundkörpers bzw. die Unterseite des Grundkörpers auch mehrere solcher Ausnehmungen (z.B. vier) aufweisen, da sich hierdurch die Sicherheit der Befestigung des zweiten Teils der Arbeitselektrode zum Grundkörper verbessert. Alternativ oder zusätzlich kann der Grundkörper an der mindestens einen Seitenwand

a) ein Gewinde aufweisen, wobei das Gegenstück zum Grundkörper dazu geeignet ist, hiermit eine Schraubverbindung einzugehen; und/oder
b) zumindest einen Teil eines Bajonettverschlusses aufweisen, wobei das Gegenstück zum Grundkörper dazu geeignet ist, hiermit einen Bajonettverschluss einzugehen; und/oder
c) eine Klammer aufweisen, wobei das Gegenstück zum Grundkörper dazu geeignet ist, hiermit einen Klemmverbindung einzugehen; und/oder
d) eine Feder aufweisen, wobei das Gegenstück zum Grundkörper dazu geeignet ist, hiermit eine Federkraft-vermittelte Verbindung einzugehen.

The underside of the main body preferably has a counterpart to the main body corresponding recess. Of course, the counterpart of the main body or the underside of the main body may also have a plurality of such recesses (eg four), since this improves the safety of the attachment of the second part of the working electrode to the main body. Alternatively or additionally, the base body on the at least one side wall

a) have a thread, wherein the counterpart to the base body is adapted to hereby enter into a screw connection; and or
b) have at least part of a bayonet closure, wherein the counterpart to the base body is adapted to hereby enter into a bayonet closure; and or
c) have a clip, wherein the counterpart to the base body is adapted to hereby enter into a clamp connection; and or
d) have a spring, wherein the counterpart to the base body is adapted to hereby enter into a spring-mediated connection.

Das Gegenstück zum Grundkörper kann

a) eine maximale Höhe aufweisen, welche kleiner oder gleich der maximalen Höhe der vierten Ausnehmung des Grundkörpers ist. Der Vorteil dieser maximalen Höhe des Gegenstücks zum Grundkörper ist, dass dieser flächenbündig mit der Unterseite des Grundkörpers ist und damit die Messzelle für die Messung stabiler an dem Raman-Mikroskop fixiert werden kann; und/oder
b) in Richtung der ersten Ausnehmung des Grundkörpers eine flächige Ausnehmung enthalten, in welcher der zweite Teil der Arbeitselektrode angeordnet ist, bevorzugt flächenbündig mit einer zur Messzelle zugewandten Oberfläche des Gegenstücks zum Grundkörper; und/oder
c) ein elektrisch isolierendes Material enthalten das zumindest bereichsweise in Richtung der vierten Ausnehmung des Grundkörpers ein elektrisch leitfähige Beschichtung aufweist, wobei das elektrisch isolierende Material bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Glas, Kunststoff und Mischungen hiervon, bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Kunststoff und Mischungen hiervon, besonders bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polytetrafluorethylen, Polychlortrifluorethylen und Mischungen hiervon und/oder die elektrisch leitfähige Beschichtung ein Metall, Halbmetall und/oder Kohlenstoff enthält oder daraus besteht.

The counterpart to the main body can

a) have a maximum height which is less than or equal to the maximum height of the fourth recess of the base body. The advantage of this maximum height of the counterpart to the main body is that it is flush with the underside of the base body and thus the measuring cell for the measurement can be fixed more stable on the Raman microscope; and or
b) in the direction of the first recess of the main body contain a planar recess, in which the second part of the working electrode is arranged, preferably flush with a facing the measuring cell surface of the counterpart to the main body; and or
c) comprise an electrically insulating material which has at least partially in the direction of the fourth recess of the base body an electrically conductive coating, wherein the electrically insulating material is preferably selected from the group consisting of glass, plastic and mixtures thereof, preferably selected from the group consisting of plastic and mixtures thereof, more preferably selected from the group consisting of polytetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene and mixtures thereof and / or the electrically conductive coating contains or consists of a metal, semimetal and / or carbon.

Bei der erfindungsgemäßen Messzelle kann der zweite Teil der Arbeitselektrode den ersten Teil der Arbeitselektrode über ein elastisches, elektrisch leitfähiges Element (bevorzugt elektrisch) kontaktieren, bevorzugt über eine Feder, die ein elektrisch leitfähiges Material enthält oder daraus besteht, bevorzugt über eine Feder aus Metall, Halbmetall und/oder Kohlenstoff. Der Kontakt des ersten Teils der Arbeitselektrode mit dem zweiten Teil der Arbeitselektrode über ein elastisches, elektrisch leitfähiges Element hat den Vorteil, dass der zweite Teil der Arbeitselektrode einfacher vom Grundkörper gelöst werden kann. Dies bewirkt, dass sich die Reinigung der Messzelle noch schneller und einfacher gestaltet.In the measuring cell according to the invention, the second part of the working electrode can contact the first part of the working electrode via an elastic, electrically conductive element (preferably electrically), preferably via a spring which contains or consists of an electrically conductive material, preferably via a spring made of metal, Semi-metal and / or carbon. The contact of the first part of the working electrode with the second part of the working electrode via an elastic, electrically conductive element has the advantage that the second part of the working electrode can be detached from the base body more easily. This makes cleaning the measuring cell faster and easier.

Zwischen der Unterseite des Grundkörpers und dem zweiten Teil der Arbeitselektrode, bevorzugt innerhalb einer ringförmige Ausnehmung in der vierten Ausnehmung, kann ein Dichtungsring angeordnet sein, bevorzugt ein säure- und basenbeständiger Dichtungsring, besonders bevorzugt ein Dichtungsring aus Polytetrafluorethylen und/oder Polychlortrifluorethylen. Bevorzugt schließt der Dichtungsring die erste Ausnehmung in Richtung der Unterseite der Messzelle flüssigkeitsdicht (und optional auch gasdicht) ab. Der Dichtungsring hat den Vorteil, dass besser sichergestellt wird, dass kein Elektrolyt an dem Kontakt zwischen dem zweiten Teil der Arbeitselektrode und dem Grundkörper austritt.Between the underside of the base body and the second part of the working electrode, preferably within an annular recess in the fourth recess, a sealing ring may be arranged, preferably an acid and base resistant sealing ring, more preferably a sealing ring of polytetrafluoroethylene and / or polychlorotrifluoroethylene. The sealing ring preferably closes off the first recess in the direction of the underside of the measuring cell in a liquid-tight (and optionally also gastight) manner. The sealing ring has the advantage that it is better ensured that no electrolyte emerges at the contact between the second part of the working electrode and the main body.

In einer bevorzugten Ausgestaltungsform ist die Messzelle dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ausnehmung eine im Wesentlichen konische Form aufweist, die sich bevorzugt in Richtung der Unterseite verjüngt. Diese Ausgestaltungsform wirkt sich auf die Meniskusbildung des Elektrolyts vorteilhaft aus und bewirkt, dass sich ein flacher Elektrolytfilm ausbildet. Dies stellt sicher, dass die Gegenelektrode während der Messung vollständig mit Elektrolyt benetzt ist.In a preferred embodiment, the measuring cell is characterized in that the first recess has a substantially conical shape, which preferably tapers in the direction of the underside. This embodiment has an advantageous effect on the meniscus formation of the electrolyte and causes a flat electrolyte film to form. This ensures that the counter electrode is completely wetted with electrolyte during the measurement.

Die erste Ausnehmung kann

a) eine Breite im Bereich von 1 bis 40 mm, bevorzugt 5 bis 30 mm, besonders bevorzugt 10 bis 25 mm, insbesondere 14 bis 21 mm aufweisen; und/oder
b) eine Breite aufweisen, die sich in Richtung der Unterseite über mindestens eine Stufe, bevorzugt mindestens zwei Stufen, besonders bevorzugt mindestens drei Stufen, insbesondere mindestens vier Stufen verringert, wobei die Breite je Stufe optional um 1 bis 4 mm, besonders bevorzugt 2 bis 3 mm, abnimmt; und/oder
c) eine Höhe im Bereich von 1 bis 45 mm, bevorzugt 3 bis 35 mm, besonders bevorzugt 7 bis 25 mm, insbesondere 10 bis 15 mm, aufweisen; und/oder
d) ein Volumen von 0,001 cm³ bis 19 cm³, besonders bevorzugt von 0,01 mm³ bis 10 cm³, ganz besonders bevorzugt 0,1 cm³ bis 5 cm³, insbesondere 0,2 mm³ bis 1 mm³, aufweisen.

The first recess can

a) have a width in the range of 1 to 40 mm, preferably 5 to 30 mm, particularly preferably 10 to 25 mm, in particular 14 to 21 mm; and or
b) have a width extending in the direction of the underside over at least one step, preferably at least two stages, more preferably at least three stages, in particular reduced at least four stages, wherein the width per stage optionally by 1 to 4 mm, particularly preferably 2 to 3 mm, decreases; and or
c) have a height in the range of 1 to 45 mm, preferably 3 to 35 mm, particularly preferably 7 to 25 mm, in particular 10 to 15 mm; and or
d) a volume of 0.001 cm ³ to 19 cm ³ , more preferably of 0.01 mm ³ to 10 cm ³ , very particularly preferably 0.1 cm ³ to 5 cm ³ , in particular 0.2 mm ³ to 1 mm ³ , exhibit.

Der zumindest eine Teil einer Referenzelektrode in der zweiten Ausnehmung kann einen Schlauch enthalten oder daraus bestehen, wobei der Schlauch bevorzugt

a) mit Elektrolyt gefüllt ist und sich besonders bevorzugt von der Oberseite und/oder der mindestens einen Seitenwand bis in die erste Ausnehmung erstreckt; und/oder
b) ein elektrisch isolierendes Material enthält oder daraus besteht, bevorzugt ein elektrisch isolierendes Material, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Glas, Kunststoff und Mischungen hiervon, bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Kunststoff und Mischungen hiervon, besonders bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polytetrafluorethylen, Polychlortrifluorethylen und Mischungen hiervon.

The at least part of a reference electrode in the second recess may contain or consist of a tube, the tube being preferred

a) is filled with electrolyte and particularly preferably extends from the top and / or the at least one side wall into the first recess; and or
b) contains or consists of an electrically insulating material, preferably an electrically insulating material selected from the group consisting of glass, plastic and mixtures thereof, preferably selected from the group consisting of plastic and mixtures thereof, more preferably selected from the group consisting of polytetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene and mixtures thereof.

Der zumindest eine Teil einer Gegenelektrode in der zweiten Ausnehmung kann einen elektrisch leitfähigen Draht enthalten oder daraus bestehen, wobei der elektrisch leitfähige Draht bevorzugt ein Metall, Halbmetall und/oder Kohlenstoff enthält oder daraus besteht, sich besonders bevorzugt von der Oberseite und/oder der mindestens einen Seitenwand bis in die erste Ausnehmung erstreckt und sich insbesondere innerhalb einer ringförmige Ausnehmung in der ersten Ausnehmung erstreckt.The at least one part of a counterelectrode in the second recess may contain or consist of an electrically conductive wire, wherein the electrically conductive wire preferably contains or consists of a metal, semimetal and / or carbon, particularly preferably from the top side and / or the at least one a side wall extends into the first recess and extends in particular within an annular recess in the first recess.

Die mindestens eine Seitenwand des Grundkörpers kann mindestens eine weitere Ausnehmung enthalten, die bevorzugt dazu geeignet ist, den Grundkörper an einem Raman-Mikroskop zu arretieren. Die Ausnehmung an der Seitenwand stellt sicher, dass sich die Messzelle während der Messung nicht gegenüber dem Raman-Mikroskop bewegt, was die Qualität der aufgenommenen Spektren verbessert.The at least one side wall of the base body can contain at least one further recess, which is preferably suitable for locking the base body to a Raman microscope. The recess on the side wall ensures that the measuring cell does not move with respect to the Raman microscope during the measurement, which improves the quality of the recorded spectra.

In der Oberseite des Grundkörpers kann eine fünfte Ausnehmung angeordnet sein, die sich in Richtung der Unterseite zur zweiten Ausnehmung erstreckt und mit der zweiten Ausnehmung eine durchgehende Ausnehmung bildet. Ferner kann in der Oberseite eine sechste Ausnehmung angeordnet sein, die sich in Richtung der Unterseite zur dritten Ausnehmung erstreckt und mit der dritten Ausnehmung eine durchgehende Ausnehmung bildet. Die fünfte und/oder sechste Ausnehmung kann

a) in Form eines geraden oder schiefen Zylinders ausgestaltet sein, wobei der Zylinder optional eine kreisförmige, elliptische oder eckige Grundfläche aufweist; und/oder
b) Breite im Bereich von 1 bis 20 mm, bevorzugt 3 bis 18 mm, besonders bevorzugt 6 bis 15 mm, insbesondere 9 bis 11 mm, aufweisen; und/oder
c) eine Höhe im Bereich von 0,5 bis 10 mm, bevorzugt 1 bis 8 mm, besonders bevorzugt 2 bis 5 mm, insbesondere 2,5 bis 3,5 mm, aufweisen; und/oder
d) ein Gegenstück enthalten, das über eine wiederlösbare Verbindung, bevorzugt eine Schraubverbindung, mit der Ausnehmung verbunden werden kann.

In the upper side of the base body, a fifth recess may be arranged, which extends in the direction of the underside to the second recess and forms a continuous recess with the second recess. Furthermore, a sixth recess can be arranged in the upper side, which extends in the direction of the underside to the third recess and forms a continuous recess with the third recess. The fifth and / or sixth recess can

a) be designed in the form of a straight or oblique cylinder, wherein the cylinder optionally has a circular, elliptical or angular base surface; and or
b) have a width in the range from 1 to 20 mm, preferably 3 to 18 mm, particularly preferably 6 to 15 mm, in particular 9 to 11 mm; and or
c) have a height in the range of 0.5 to 10 mm, preferably 1 to 8 mm, particularly preferably 2 to 5 mm, in particular 2.5 to 3.5 mm; and or
d) contain a counterpart, which can be connected via a releasable connection, preferably a screw, with the recess.

Der Vorteil der fünften und/oder sechsten Ausnehmung ist, dass der erste Teil der Arbeitselektrode bzw. der Teil der Referenzelektrode und Gegenelektrode - insbesondere über ein Gegenstück - fest und reversibel an dem Grundkörper fixiert werden kann. Dies sorgt dafür, dass sich die Elektroden während der Messung nicht verschieben und verbessert die Qualität der gemessenen Spektren.The advantage of the fifth and / or sixth recess is that the first part of the working electrode or the part of the reference electrode and counter electrode - in particular via a counterpart - can be firmly and reversibly fixed to the main body. This ensures that the electrodes do not shift during the measurement and improves the quality of the measured spectra.

Der Grundkörper der Messzelle kann

a) monolithisch ausgestaltet sein; und/oder
b) ein elektrisch isolierendes Material enthalten oder daraus bestehen, bevorzugt ein elektrisch isolierendes Material, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Glas, Kunststoff und Mischungen hiervon, bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Kunststoff und Mischungen hiervon, besonders bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polytetrafluorethylen, Polychlortrifluorethylen und Mischungen.

The main body of the measuring cell can

a) be designed monolithic; and or
b) contain or consist of an electrically insulating material, preferably an electrically insulating material selected from the group consisting of glass, plastic and mixtures thereof, preferably selected from the group consisting of plastic and mixtures thereof, more preferably selected from the group consisting of polytetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene and mixtures.

Der zweite Teil der Arbeitselektrode kann

a) monolithisch ausgestaltet sein; oder
b) ein elektrisch isolierendes Material enthalten, das zumindest bereichsweise in Richtung der vierten Ausnehmung des Grundkörpers ein elektrisch leitfähige Beschichtung aufweist, wobei das elektrisch isolierende Material bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Glas, Kunststoff und Mischungen hiervon, bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Kunststoff und Mischungen hiervon, besonders bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polytetrafluorethylen, Polychlortrifluorethylen und Mischungen hiervon. Die elektrisch leitfähige Beschichtung kann ein Metall, Halbmetall und/oder Kohlenstoff enthalten oder daraus bestehen.

The second part of the working electrode can

a) be designed monolithic; or
b) contain an electrically insulating material which has at least partially in the direction of the fourth recess of the base body an electrically conductive coating, wherein the electrically insulating material is preferably selected from the group consisting of glass, plastic and mixtures thereof, preferably selected from the group consisting of plastic and mixtures thereof, more preferably selected from the group consisting of Polytetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene and mixtures thereof. The electrically conductive coating may contain or consist of a metal, semimetal and / or carbon.

Ferner wird die Verwendung der erfindungsgemäßen Messzelle in der

a) Spektroskopie, bevorzugt in der Infrarot- und/oder Raman-Spektroskopie; besonders bevorzugt in der oberflächenverstärkten Raman-Spektroskopie; und/oder
b) Photochemie, bevorzugt in der Photoelektrochemie; und/oder
c) Photovoltaik; und/oder
d) Funktionsprüfung einer Batterie und/oder Brennstoffzelle;

vorgeschlagen.Furthermore, the use of the measuring cell according to the invention in the

a) spectroscopy, preferably in the infrared and / or Raman spectroscopy; particularly preferred in surface enhanced Raman spectroscopy; and or
b) photochemistry, preferably in photoelectrochemistry; and or
c) photovoltaics; and or
d) functional test of a battery and / or fuel cell;

proposed.

Anhang der nachfolgenden Figuren soll der erfindungsgemäße Gegenstand näher erläutert werden, ohne diesen auf die hier dargestellten spezifischen Ausgestaltungsformen einschränken zu wollen.Appendix of the following figures, the subject invention is to be explained in more detail, without wishing to limit this to the specific embodiments shown here.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1:1:: Grundkörper der Messzelle;Basic body of the measuring cell;
2:2:: Oberseite des Grundkörpers;Top of the body;
3:3:: Unterseite des Grundkörpers;Underside of the body;
4:4:: Seitenwand des Grundkörpers;Side wall of the main body;
5:5:: erste Ausnehmung des Grundkörpers;first recess of the base body;
6:6:: zweite Ausnehmung des Grundkörpers;second recess of the base body;
7:7:: dritte Ausnehmung des Grundkörpers;third recess of the body;
8:8th:: vierte Ausnehmung des Grundkörpers;fourth recess of the body;
9:9:: Gegenstück zum Grundkörper;Counterpart to the main body;
10:10:: Ausnehmung im zweiten Teil der Arbeitselektrode zur reversiblen Befestigung am Grundkörper;Recess in the second part of the working electrode for reversible attachment to the base body;
11:11:: Ausnehmung zur Arretierung an einem Raman-Mikroskop;Recess for locking on a Raman microscope;
12:12:: fünfte Ausnehmung, die sich zur zweiten Ausnehmung erstreckt;fifth recess extending to the second recess;
13:13:: sechste Ausnehmung, die sich zur dritten Ausnehmung erstreckt;sixth recess extending to the third recess;
14:14:: Ausnehmung im Grundkörper zur reversiblen Befestigung des zweiten Teils der Arbeitselektrode;Recess in the main body for reversible attachment of the second part of the working electrode;
15:15:: Ausnehmung in einem Gegenstück zum Grundkörper;Recess in a counterpart to the main body;
16:16:: Ausnehmung zur Anbringung eines Befestigungselements für die Referenzelektrode und/oder Gegenelektrode;Recess for attaching a fastener for the reference electrode and / or counter electrode;
17:17:: Ausnehmung zur Anbringung eines Befestigungselements für den ersten Teil der Arbeitselektrode;Recess for attaching a fastener for the first part of the working electrode;
18:18:: ringförmige Ausnehmung für einen Teil der Gegenelektrode;annular recess for a part of the counter electrode;
19:19:: ringförmige Ausnehmung für einen Dichtungsring;annular recess for a sealing ring;
20:20:: Dichtungsring;Sealing ring;
21:21:: zweiter Teil der Arbeitselektrode;second part of the working electrode;
22:22:: Teil einer Gegenelektrode;Part of a counter electrode;
23:23:: Teil einer Referenzelektrode (mit Elektrolyt gefüllter Schlauch);Part of a reference electrode (electrolyte-filled tube);
24:24:: elektrisch leitfähige Feder;electrically conductive spring;
25:25:: hoher Klemmring;high clamping ring;
26:26:: flacher Klemmring;flat clamping ring;
27:27:: Befestigungsschraube;Fastening screw;
28:28:: erster Teil der Arbeitselektrode.first part of the working electrode.

1 zeigt eine Ansicht auf die Oberseite 2 des Grundkörpers 1 einer erfindungsgemäßen Messzelle. Die erste Ausnehmung 5 ist zentral in der Oberseite 2 des Grundkörpers 1 angeordnet. Hierin ist eine weitere ringförmige Ausnehmung 18 für einen Teil der Gegenelektrode sichtbar. Ferner ist die zweite Ausnehmung 6 erkennbar, die in der mindestens einen Seitenwand 4 des Grundkörpers 1 angeordnet ist, sich in Richtung der ersten Ausnehmung 5 erstreckt und mit dieser eine durchgängige Ausnehmung bildet. Die Referenzelektrode und Gegenelektrode sind hier nicht dargestellt. Es ist zudem die dritte Ausnehmung 7 zu erkennen, die in der Oberseite 2 des Grundkörpers 1 und der mindestens einen Seitenwand 4 angeordnet ist und sich in Richtung erster Ausnehmung 5 erstreckt. Die Arbeitselektrode ist nicht dargestellt. Diese Ausgestaltungsform enthält zudem an der Oberseite 2 des Grundkörpers 1 eine fünfte Ausnehmung 12, die sich in Richtung der Unterseite des Grundkörpers zur zweiten Ausnehmung 6 erstreckt und mit der zweiten Ausnehmung eine durchgehende Ausnehmung bildet und eine sechste Ausnehmung 13, die sich in Richtung der Unterseite zur dritten Ausnehmung 7 erstreckt und mit der dritten Ausnehmung eine durchgehende Ausnehmung bildet. Diese beiden Ausnehmungen 12, 13 dienen dazu, einen Teil der Gegenelektrode und Referenzelektrode bzw. den ersten Teil der Arbeitselektrode fest und reversibel an dem Grundkörper zu fixieren. Dies kann beispielsweise über ein Gegenstück zur fünften Ausnehmung 12 und sechsten Ausnehmung 13 geschehen, welches jeweils in eine Ausnehmung zur Anbringung eines Befestigungselements 16, 17 am Grundkörper 1 angeschraubt wird. Zwei weitere Ausnehmungen 11 an der Seitenwand 4 des Grundkörpers 1 sind dargestellt, welche dazu geeignet sind, den Grundkörper 1 fest an einem Raman-Mikroskop zu arretieren. Ferner sind vier Ausnehmungen 14 an der Oberseite 2 des Grundkörpers 1 erkennbar, die sich durchgängig bis zur Unterseite des Grundkörpers 1 erstrecken und zur Ausbildung einer reversiblen Verbindung zu einem Gegenstück zum Grundkörper 1 dienen. Beispielsweise handelt es sich bei diesen Ausnehmungen 14 um Schraubgewinde. 1 shows a view on the top 2 of the basic body 1 a measuring cell according to the invention. The first recess 5 is central in the top 2 of the basic body 1 arranged. Here is another annular recess 18 visible for a part of the counter electrode. Furthermore, the second recess 6 recognizable in the at least one side wall 4 of the basic body 1 is arranged, in the direction of the first recess 5 extends and forms a continuous recess with this. The reference electrode and counter electrode are not shown here. It is also the third recess 7 to recognize that in the top 2 of the basic body 1 and the at least one side wall 4 is arranged and in the direction of the first recess 5 extends. The working electrode is not shown. This embodiment also contains at the top 2 of the basic body 1 a fifth recess 12 extending towards the bottom of the main body to the second recess 6 extends and with the second recess forms a continuous recess and a sixth recess 13 extending towards the bottom to the third recess 7 extends and forms a continuous recess with the third recess. These two recesses 12 . 13 serve to firmly and reversibly fix a part of the counter electrode and the reference electrode or the first part of the working electrode to the base body. This can, for example, via a counterpart to the fifth recess 12 and sixth recess 13 done, which in each case in a recess for attaching a fastener 16 . 17 at the base body 1 is screwed on. Two more recesses 11 on the side wall 4 of the basic body 1 are shown, which are suitable to the main body 1 firmly to a Raman microscope to lock. Further, four recesses 14 at the top 2 of the basic body 1 Recognizable, extending continuously to the bottom of the body 1 extend and form a reversible connection to a counterpart to the main body 1 serve. For example, these recesses 14 around screw thread.

2 zeigt eine Ansicht auf die Unterseite 3 des Grundkörpers einer erfindungsgemäßen Messzelle. Zu sehen ist die vierte Ausnehmung 8, in welche der zweite Teil der Arbeitselektrode, z.B. über ein Gegenstück zum Grundkörper, reversibel befestigt werden kann. Die vierte Ausnehmung 8 erstreckt sich einerseits in Richtung der ersten Ausnehmung 5 und andererseits in Richtung der dritten Ausnehmung 7 und bildet mit diesen jeweils eine durchgängige Ausnehmung. Der Grundkörper kann in Richtung der Unterseite 3 über den Kontakt zum zweiten Teil der Arbeitselektrode, bevorzugt zusätzlich über einen in der ringförmige Ausnehmung 19 befindlichen ringförmigen Dichtungsring, flüssigkeitsdicht abgeschlossen werden. Der erste Teil der Arbeitselektrode kann den zweiten Teil der Arbeitselektrode innerhalb der dritten Ausnehmung 7 kontaktieren, bevorzugt über eine elektrisch leitfähige Feder, die in der dritten Ausnehmung 7 angeordnet ist (hier nicht gezeigt). Ferner sind vier Ausnehmungen 14 an der Unterseite 3 des Grundkörpers erkennbar, die sich durchgängig bis zur Oberseite des Grundkörpers erstrecken und zur Ausbildung einer reversiblen Verbindung zu einem Gegenstück zum Grundkörper dienen. Beispielsweise handelt es sich bei diesen Ausnehmungen 14 um Schraubgewinde. Ferner sind zwei weitere Ausnehmungen 11 an der Seitenwand 4 des Grundkörpers dargestellt, welche dazu geeignet sind, den Grundkörper fest an einem Raman-Mikroskop zu arretieren. 2 shows a view on the bottom 3 the basic body of a measuring cell according to the invention. You can see the fourth recess 8th in which the second part of the working electrode, for example via a counterpart to the main body, can be reversibly fixed. The fourth recess 8th extends on the one hand in the direction of the first recess 5 and on the other hand in the direction of the third recess 7 and forms with these each a continuous recess. The main body can be towards the bottom 3 via the contact to the second part of the working electrode, preferably additionally via one in the annular recess 19 located annular sealing ring, liquid-tight to be completed. The first part of the working electrode may be the second part of the working electrode within the third recess 7 contact, preferably via an electrically conductive spring, in the third recess 7 is arranged (not shown here). Further, four recesses 14 on the bottom 3 recognizable by the body, which extend continuously to the top of the body and serve to form a reversible connection to a counterpart to the body. For example, these recesses 14 around screw thread. Furthermore, two more recesses 11 on the side wall 4 of the main body, which are suitable for firmly locking the main body to a Raman microscope.

3 zeigt eine Ansicht auf die Oberseite eines Gegenstücks 9 zum Grundkörper, das Teil der erfindungsgemäßen Messzelle sein kann. Die Oberseite des Gegenstücks 9 zum Grundkörper kann zudem eine Ausnehmung 15 zur Aufnahme des zweiten Teils der Arbeitselektrode aufweisen. Die Höhe des Gegenstücks 9 ist bevorzugt kleiner oder gleich der maximalen Höhe der vierten Ausnehmung des Grundkörpers, sodass das Gegenstück 9 in der vierten Ausnehmung 8 „versinkt“ und mit der Unterseite des Grundkörpers flächenbündig angeordnet ist. Idealerweise stellt die vierte Ausnehmung 8 bezüglich der räumlichen Ausdehnung das „komplementäre Stück“ zum Gegenstück 9 zum Grundkörper dar, sodass beide Elemente exakt ineinander passen. Zur reversiblen Fixierung des Gegenstücks 9 zum Grundkörper - und damit des darin angeordneten zweiten Teils der Arbeitselektrode am Grundkörper - weist dieses vier durchgängige Bohrungen 10 (Gewinde) auf, mit denen eine Schraubverbindung durch vier Ausnehmungen 14 zum Grundkörper etabliert werden kann. 3 shows a view on the top of a counterpart 9 to the main body, which may be part of the measuring cell according to the invention. The top of the counterpart 9 To the main body can also have a recess 15 have for receiving the second part of the working electrode. The height of the counterpart 9 is preferably less than or equal to the maximum height of the fourth recess of the base body, so that the counterpart 9 in the fourth recess 8th "Sinks" and is arranged flush with the underside of the body. Ideally, the fourth recess presents 8th in terms of spatial extent, the "complementary piece" to the counterpart 9 to the main body, so that both elements fit together exactly. For reversible fixation of the counterpart 9 to the main body - and thus the second part of the working electrode arranged therein on the base body - this has four continuous holes 10 (Thread), with which a screw connection through four recesses 14 can be established to the main body.

4 zeigt einen Querschnitt durch eine Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Messzellen. In der vierten Ausnehmung des Grundkörpers 1 ist ein Gegenstück 9 zum Grundkörper 1 angeordnet, wobei beide fest und reversibel miteinander verbunden sind. In einer Ausnehmung im Gegenstück 9 zum Grundkörper ist der zweite Teil 21 der Arbeitselektrode angeordnet, welcher die erste Ausnehmung 5 des Grundkörpers 1 in Richtung der Unterseite des Grundkörpers flüssigkeitsdicht abschließt. In dieser Ausgestaltungsform ist zusätzlich ein Dichtungsring 20 vorhanden, welcher für eine zusätzliche Sicherheit der Abdichtung sorgt. In der dritten Ausnehmung des Grundkörpers 1 ist eine elektrisch leitfähige Feder 24 angeordnet, die auf die Oberseite des zweiten Teils 21 der Arbeitselektrode drückt und den zweiten Teil 21 der Arbeitselektrode elektrisch mit dem ersten Teil 28 der Arbeitselektrode verbindet. Die elektrische Kontaktierung zwischen dem zweiten Teil 21 der Arbeitselektrode und der elektrisch leitfähigen Feder 24 findet außerhalb des Messraums, d.h. in einer elektrolytfreien Zone der Messzelle, statt. Ferner ist hier der Verlauf eines Teils der Referenzelektrode 23 in dem Grundkörper 1 dargestellt. Letztlich zeigt diese Darstellung eine ringförmige Ausnehmung 18 zur Aufnahme eines Teils der Gegenelektrode, die innerhalb der ersten Ausnehmung angeordnet ist. 4 shows a cross section through an embodiment of the measuring cells according to the invention. In the fourth recess of the body 1 is a counterpart 9 to the main body 1 arranged, both being firmly and reversibly connected to each other. In a recess in the counterpart 9 to the main body is the second part 21 arranged the working electrode, which is the first recess 5 of the basic body 1 closes liquid-tight in the direction of the underside of the body. In this embodiment, in addition, a sealing ring 20 present, which provides additional security of the seal. In the third recess of the body 1 is an electrically conductive spring 24 arranged on the top of the second part 21 the working electrode pushes and the second part 21 the working electrode electrically to the first part 28 the working electrode connects. The electrical contact between the second part 21 the working electrode and the electrically conductive spring 24 takes place outside the measuring room, ie in an electrolyte-free zone of the measuring cell. Furthermore, here is the course of a part of the reference electrode 23 in the main body 1 shown. Ultimately, this representation shows an annular recess 18 for receiving a portion of the counter electrode disposed within the first recess.

5 zeigt eine Explosionsdarstellung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Messzelle. In einer Ausnehmung in dem Gegenstück 9 zum Grundkörper wird der zweite Teil 21 der Arbeitselektrode angeordnet und in die vierte Ausnehmung an der Unterseite des Grundkörpers 1 eingesetzt. Ein Dichtungsring sorgt für zusätzliche Sicherheit der fluidischen Dichtung zwischen der ersten Ausnehmung des Grundkörpers 1 und dem zweiten Teil 21 der Arbeitselektrode. Die Fixierung des Gegenstücks 9 zum Grundkörper 1 am Grundkörper 1 erfolgt über vier Befestigungsschrauben 27, die in die hierfür vorgesehenen Ausnehmungen an der Oberseite des Grundkörpers 1 eingeschraubt werden. Die elektrisch leitfähige Feder 24 ist hier elektrisch leitend mit dem ersten Teil 28 der Arbeitselektrode verbunden (z.B. über eine Lötverbindung) oder es sind Feder 24 und erster Teil 28 der Arbeitselektrode einstückig (monolithisch) ausgestaltet. Der erste Teil 28 der Arbeitselektrode wird über einen flachen Klemmring 26 und eine Schraube 27 fest und reversibel am Grundkörper 1 fixiert. Ein Teil der Gegenelektrode 22 und der Referenzelektrode 23 wird über einen hohen Klemmring 25 und eine Schraube 27 fest und reversibel am Grundkörper 1 fixiert. 5 shows an exploded view of the structure of a measuring cell according to the invention. In a recess in the counterpart 9 the main body becomes the second part 21 arranged the working electrode and in the fourth recess at the bottom of the body 1 used. A sealing ring provides additional security of the fluidic seal between the first recess of the body 1 and the second part 21 the working electrode. The fixation of the counterpart 9 to the main body 1 at the base body 1 via four fastening screws 27 placed in the recesses provided at the top of the body 1 be screwed. The electrically conductive spring 24 is here electrically conductive with the first part 28 the working electrode connected (eg via a solder joint) or it is spring 24 and first part 28 the working electrode in one piece (monolithic) designed. The first part 28 The working electrode is connected via a flat clamping ring 26 and a screw 27 firm and reversible on the body 1 fixed. Part of the counter electrode 22 and the reference electrode 23 is via a high clamping ring 25 and a screw 27 firm and reversible on the body 1 fixed.

Claims

Measuring cell for Raman spectroscopy at a solid-liquid interface, comprising a base body, wherein the main body a) includes a top, a bottom and at least one side wall, the top and bottom are at least partially arranged parallel to each other and at least partially over the at least one side wall are interconnected; b) includes a first recess disposed in the top and extending continuously to the bottom of the body; c) includes a second recess which is arranged in the upper side and / or in the at least one side wall, extending in the direction of the first recess and forms with this a continuous recess, wherein the second recess at least a portion of a reference electrode and at least a part a counter electrode contains; and d) contains a third recess which is arranged in the upper side and / or in the at least one side wall and extends on the one hand in the direction of the first recess, but does not form a continuous recess therewith, and on the other hand extends continuously to the underside of the main body, wherein the third recess includes a first part of a working electrode; characterized in that the base body includes a second part of the working electrode, wherein the second part of the working electrode is arranged on the underside of the base body, the first recess on the underside of the measuring cell with respect to the third recess liquid-tight manner and arranged in the third recess first part the working electrode contacted.

Measuring cell according to Claim 1 , characterized in that the base body has a fourth recess in the bottom, which forms a continuous recess with the first recess and third recess, wherein the second part of the working electrode is preferably contained in the fourth recess.

Measuring cell according to the preceding claim, characterized in that the fourth recess is at least partially in the form of a straight or oblique cylinder, wherein the cylinder optionally has a circular, elliptical or angular base surface and wherein the cylinder preferably a) width in the range of 1 to 100 mm, preferably 10 to 80 mm, particularly preferably 20 to 60 mm, in particular 40 to 50 mm; and / or b) has a height in the range of 1 to 20 mm, preferably 2 to 16 mm, particularly preferably 4 to 10 mm, in particular 5 to 7 mm.

Measuring cell according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring cell has a counterpart to the main body, which is preferably arranged in the fourth recess, wherein the counterpart to the main body particularly preferably at least one, optionally continuous, recess for reversible attachment of the second part of the working electrode contains at the bottom of the body, wherein the reversible attachment is preferably a) screw connection and the at least one recess is particularly preferably designed as a thread, optionally with a nut; and / or b) is a magnetic connection and particularly preferably contains a magnet.

Measuring cell according to the preceding claim, characterized in that the counterpart to the main body a) has a maximum height which is less than or equal to the maximum height of the fourth recess of the base body; and / or b) in the direction of the first recess of the base body contains a planar recess, in which the second part of the working electrode is arranged, preferably flush with a facing the measuring cell surface of the counterpart to the main body; and / or c) contains an electrically insulating material which has an electrically conductive coating at least in regions in the direction of the fourth recess of the base body, wherein the electrically insulating material is preferably selected from the group consisting of glass, plastic and mixtures thereof, is preferably selected from the group consisting of plastic and mixtures thereof, more preferably selected from the group consisting of polytetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene and mixtures thereof and / or the electrically conductive coating contains or consists of a metal, semimetal and / or carbon.

Measuring cell according to one of the preceding claims, characterized in that the second part of the working electrode contacts the first part of the working electrode in the third recess via an elastic, electrically conductive element, preferably a spring, which contains or consists of an electrically conductive material, preferably one Spring made of metal, semi-metal and / or carbon.

Measuring cell according to one of the preceding claims, characterized in that between the underside of the base body and the second part of the working electrode, preferably within an annular recess in a fourth recess, a sealing ring is arranged, preferably an acid and base resistant Sealing ring, particularly preferably a sealing ring of polytetrafluoroethylene and / or polychlorotrifluoroethylene, wherein the sealing ring preferably together with the second part of the working electrode, the first recess in the direction of the underside of the measuring cell liquid-tight manner.

Measuring cell according to one of the preceding claims, characterized in that the first recess has a substantially conical shape, which preferably tapers in the direction of the underside.

Measuring cell according to one of the preceding claims, characterized in that the first recess a) has a width in the range of 1 to 40 mm, preferably 5 to 30 mm, particularly preferably 10 to 25 mm, in particular 14 to 21 mm; and / or b) has a width which decreases in the direction of the underside over at least one step, preferably at least two steps, more preferably at least three steps, in particular at least four steps, wherein the width per step is optionally 1 to 4 mm, especially preferably 2 to 3 mm, decreases; and / or c) has a height in the range of 1 to 45 mm, preferably 3 to 35 mm, particularly preferably 7 to 25 mm, in particular 10 to 15 mm; and / or d) a volume of 0.001 cm ³ to 19 cm ³ , particularly preferably of 0.01 mm ³ to 10 cm ³ , very particularly preferably 0.1 cm ³ to 5 cm ³ , in particular 0.2 mm ³ to 1 mm ³ , has.

Measuring cell according to one of the preceding claims, characterized in that the at least part of a reference electrode in the second recess contains or consists of a tube, wherein the tube is preferably a) filled with electrolyte and more preferably from the top and / or the at least a side wall extends into the first recess; and / or b) contains or consists of an electrically insulating material, preferably an electrically insulating material selected from the group consisting of glass, plastic and mixtures thereof, preferably selected from the group consisting of plastic and mixtures thereof, more preferably is selected from the group consisting of polytetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene and mixtures thereof.

Measuring cell according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one part of a counter electrode in the second recess contains or consists of an electrically conductive wire, wherein the electrically conductive wire preferably contains or consists of a metal, semimetal and / or carbon particularly preferably from the top and / or the at least one side wall extends into the first recess and extends in particular within an annular recess in the first recess.

Measuring cell according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one side wall of the base body contains at least one further recess, which is preferably adapted to lock the base body to a Raman microscope.

Measuring cell according to one of the preceding claims, characterized in that in the upper side a fifth recess is arranged, which extends in the direction of the underside to the second recess and with the second recess forms a continuous recess, and / or arranged in the top of a sixth recess is, which extends in the direction of the bottom to the third recess and forms a continuous recess with the third recess.

Measuring cell according to the preceding claim, characterized in that the fifth and / or sixth recess a) is designed in the form of a straight or oblique cylinder, wherein the cylinder optionally has a circular, elliptical or angular base surface; and / or b) has a width in the range of 1 to 20 mm, preferably 3 to 18 mm, particularly preferably 6 to 15 mm, in particular 9 to 11 mm; and / or c) has a height in the range of 0.5 to 10 mm, preferably 1 to 8 mm, particularly preferably 2 to 5 mm, in particular 2.5 to 3.5 mm; and / or d) contains a counterpart which can be connected to the recess via a detachable connection, preferably a screw connection.

Measuring cell according to one of the preceding claims, characterized in that the base body a) is designed monolithic; and / or b) contains or consists of an electrically insulating material, preferably an electrically insulating material selected from the group consisting of glass, plastic and mixtures thereof, preferably selected from the group consisting of plastic and mixtures thereof, more preferably is selected from the group consisting of polytetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene and mixtures thereof.

Measuring cell according to one of the preceding claims, characterized in that the second part of the working electrode a) is designed monolithic; or b) contains an electrically insulating material which has at least partially in the direction of the underside of the base body an electrically conductive coating, wherein the electrically insulating material is preferably selected from the group consisting of glass, plastic and mixtures thereof, preferably selected from the group consisting of plastic and mixtures thereof, more preferably selected from the group consisting of polytetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene and mixtures thereof and / or the electrically conductive coating contains or consists of a metal, semimetal and / or carbon.

Use of the measuring cell according to one of the preceding claims in the a) spectroscopy, preferably in the infrared and / or Raman spectroscopy; particularly preferred in surface enhanced Raman spectroscopy; and or b) photochemistry, preferably in photoelectrochemistry; and or c) photovoltaics; and or d) Functional test of a battery and / or fuel cell.