IT201600126012A1 - Cella elettrochimica miniaturizzata. - Google Patents
Cella elettrochimica miniaturizzata.Info
- Publication number
- IT201600126012A1 IT201600126012A1 IT102016000126012A IT201600126012A IT201600126012A1 IT 201600126012 A1 IT201600126012 A1 IT 201600126012A1 IT 102016000126012 A IT102016000126012 A IT 102016000126012A IT 201600126012 A IT201600126012 A IT 201600126012A IT 201600126012 A1 IT201600126012 A1 IT 201600126012A1
- Authority
- IT
- Italy
- Prior art keywords
- millimeter
- hollow
- electrochemical cell
- main body
- tip
- Prior art date
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 34
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 24
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 claims description 24
- 239000006193 liquid solution Substances 0.000 claims description 21
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 17
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 claims description 13
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 5
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 claims description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 54
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 25
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 23
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 15
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 12
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 9
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 8
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 7
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 5
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 description 5
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 4
- 238000002593 electrical impedance tomography Methods 0.000 description 4
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 210000005056 cell body Anatomy 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 238000000157 electrochemical-induced impedance spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000002572 peristaltic effect Effects 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000003869 coulometry Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 description 1
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002952 polymeric resin Substances 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- LJCNRYVRMXRIQR-OLXYHTOASA-L potassium sodium L-tartrate Chemical compound [Na+].[K+].[O-]C(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O LJCNRYVRMXRIQR-OLXYHTOASA-L 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 238000000110 selective laser sintering Methods 0.000 description 1
- 239000001476 sodium potassium tartrate Substances 0.000 description 1
- 235000011006 sodium potassium tartrate Nutrition 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 1
- 238000004876 x-ray fluorescence Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N17/00—Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light
- G01N17/02—Electrochemical measuring systems for weathering, corrosion or corrosion-protection measurement
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
Description
Dr. Angelo Veronesi
DESCRIZIONE
dell'invenzione industriale avente per titolo:
“Cella elettrochimica miniaturizzata”
a nome: NANOMATERIALS.IT s.r.l.
* * * *
La presente invenzione concerne una cella elettrochimica miniaturizzata.
Nello stato della tecnica nota sono descritte microcelle per misure elettrochimiche localizzate, sono state proposte in letteratura ad esempio M.M. Lohrengel, C. Rosenkranz, I. Klüppel, A. Moehring, H. Bettermann, B.Van den Bossche, J. Deconinck, “A new microcell or microreactor for material surface investigations at large current densities”, Electrochimica Acta 49 (2004) 2863–2870; N. Birbilis, B.N. Padgett, R.G. Buchheit, “Limitations in microelectrochemical capillary cell testing and transformation of electrochemical transients for acquisition of microcell impedance data”, Electrochimica Acta 50 (2005) 3536–3544; N. Ebejer, M. Schnippering, A.W. Colburn, M.A. Edwards, P.R. Unwin, “Localized high resolution electrochemistry and multifunctional imaging: scanning electrochemical cell microscopy”, Analytical Chemistry 82 (2010) 9141–9145) e descrivono celle a tubo capillare con capillari di vetro o metallo, a goccia libera o con anello siliconico di tenuta, a flusso con tubo coassiale. Il controelettrodo è un filo inserito nel tubo capillare, oppure è il capillare stesso o un rivestimento nel capillare, come ad esempio descritto in RU-2088913-C1, RU-2020461-C1, CN-103398942-B, CN-104655553-A. Svantaggiosamente i capillari di vetro sono in grado di definire superfici di investigazione dell’ordine di pochi micrometri quadrati e sono adatti solo per lo studio di regioni molto piccole fino ai singoli grani cristallini di materiale o singole particelle. Svantaggio di tali capillari è quello di non consentire il ricambio del liquido in prossimità dell’area oggetto della analisi. Pertanto, nel corso di una prova possono nascere polarizzazioni di concentrazione che falsano il valore della misura di tensione. Per superare questo inconveniente, sono stati proposti capillari theta comprendenti un tubo capillare di vetro suddiviso in due parti da un setto di vetro. In questo modo un canale può essere utilizzato per portare la soluzione elettrolitica dal serbatoio esterno alla superficie da analizzare e il secondo canale adiacente è utilizzato per portare la soluzione dalla superficie nuovamente al serbatoio, garantendo così un costante ricambio della Dr. Angelo Veronesi
soluzione come ad esempio descritto in N. Birbilis, B.N. Padgett, R.G. Buchheit, “Limitations in microelectrochemical capillary cell testing and transformation of electrochemical transients for acquisition of microcell impedance data”, Electrochimica Acta 50 (2005) 3536–3544.). Svantaggiosamente il canale in vetro è di difficile posizionamento, è fragile e soggetto a rotture, non consente di dimensionare opportunamente i canali di scorrimento della soluzione liquida elettrolitica. Le misure elettrochimiche basate sui capillari e sui capillari theta vanno interpretate con cautela perché vi sono effetti ohmici importanti dovuti alle ridotte dimensioni dell’area investigata, effetti dovuti alla rapida scansione di potenziale nelle misure potenziodinamiche al fine di evitare perdite di soluzione o bloccaggio della punta, effetti della dimensione della punta sul valore di corrente limite, e la difficoltà di condurre misure di spettroscopia di impedenza elettrochimica. Capillari e capillari theta permettono di isolare superfici con area molto piccola dell’ordine di decine di micrometri quadrati. Svantaggiosamente i capillari di vetro sono fragili e si rompono spesso. Esistono anche esempi di strumentazione progettate per effettuare misure elettrochimiche di corrosione su superfici dell’ordine dei millimetri quadrati, come ad esempio descritte in M. Büchler, C.H. Voûte, D. Bindschedler, F. Stalder, “The ec-pen in quality control: Determining the corrosion resistance of stainless steel on-site” in: International Symposium (NDT-CE 2003) Non-Destructive Testing in Civil Engineering (2003). Questo tipo di strumentazione si basa sull’impiego di un tampone imbevuto di soluzione elettrolitica che viene appoggiato contro la superficie da analizzare, come ad esempio descritto in F. Schmidli, M. Jungo, K. Jäger, H. Lüthy, M. Büchler, “Bestimmung der Korrosionsbeständigkeit von Dentallegierungen mit einer neuartigen Messmethode”, Schweiz Monatsschr Zahnmed Vol.119 6/2009, 584-588. In questo caso la superficie analizzata risulta di maggiori dimensioni rispetto ai casi del capillare e del capillare theta, ma svantaggiosamente questa soluzione tecnica non definisce in modo accurato l’area di analisi e non consente la circolazione della soluzione liquida elettrolitica che è stagnante e si creano polarizzazioni di concentrazione che falsano il valore della misura di tensione. Inoltre vi sono ulteriori svantaggi tecnici legati a problemi di taratura dovuti alla pressione della penna tampone contro il materiale da analizzare.
Scopo della presente invenzione è quello di realizzare una cella elettrochimica che Dr. Angelo Veronesi
permetta di effettuare misure elettrochimiche su aree dell’ordine del millimetro quadrato, per prove elettrochimiche di corrosione, per misure di spessore secondo la tecnica coulombometrica e per deposizioni galvaniche localizzate, che sia solida, più semplice da utilizzare e più facile da realizzare, che riduca effetti ohmici sull’area investigata, che riduca gli effetti dovuti alla rapida scansione di potenziale nelle misure potenziodinamiche, che eviti perdite di soluzione, che eviti il bloccaggio della punta, che eviti effetti della dimensione della punta sul valore di corrente limite, che eviti effetti di polarizzazioni di concentrazione nel corse delle misure, che consenta di condurre misure di impedenza elettrochimica in modo molto semplificato.
In accordo con l’invenzione tale scopo è raggiunto con una cella elettrochimica miniaturizzata comprendente un corpo principale comprendente una punta atta a permettere misure elettrochimiche di una superficie di un materiale conduttore da analizzare che funge da elettrodo di lavoro, detto corpo principale comprende almeno un canale cavo di afflusso per una soluzione liquida elettrolitica ed almeno un canale cavo di deflusso per detta soluzione liquida elettrolitica, detta soluzione liquida elettrolitica scorre da detto almeno un canale cavo di afflusso a detto almeno un canale cavo di deflusso, la cella elettrochimica miniaturizzata comprende un controelettrodo, detta cella elettrochimica miniaturizzata monta un elettrodo di riferimento, in una regione della punta ognuno di detto almeno un canale cavo di afflusso si restringe in almeno un canale cavo di afflusso di diametro millimetrico ed ognuno di detto almeno un canale cavo di deflusso si restringe in almeno un canale cavo di deflusso di diametro millimetrico, in uno spazio tra la punta e la superficie del materiale conduttore da analizzare è individuata una camera millimetrica di reazione per ossidoriduzioni che è in comunicazione con detto almeno un canale cavo di afflusso di diametro millimetrico e con detto almeno un canale cavo di deflusso di diametro millimetrico, detto almeno un canale cavo di afflusso di diametro millimetrico è separato da detto almeno un canale cavo di deflusso di diametro millimetrico da almeno un setto, caratterizzato dal fatto che detto almeno un setto è di pezzo con detto corpo principale, detto almeno un canale cavo di afflusso e detto almeno un canale cavo di deflusso sono scavati all’interno del corpo principale, la punta del corpo principale comprende un’apertura millimetrica di dimensione millimetrica in comunicazione con detta camera millimetrica di reazione per ossidoriduzioni, dove detta apertura millimetrica è definita da detto almeno un setto, da Dr. Angelo Veronesi
detto almeno un canale cavo di afflusso di diametro millimetrico e da detto almeno un canale cavo di deflusso di diametro millimetrico.
Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di realizzare un anello di tenuta che co-operi con la cella elettrochimica miniaturizzata che permetta di effettuare misure elettrochimiche su aree dell’ordine del millimetro quadrato, per prove elettrochimiche di corrosione, per misure di spessore secondo tecniche coulombometriche e per deposizioni galvaniche localizzate, che sia solido, più semplice da utilizzare e più facile da realizzare, che riduca effetti ohmici sull’area investigata, che riduca gli effetti dovuti alla rapida scansione di potenziale nelle misure potenziodinamiche, che eviti perdite di soluzione, che eviti il bloccaggio della punta, che eviti effetti della dimensione della punta sul valore di corrente limite, che eviti effetti di polarizzazioni di concentrazione quando si misura la tensione, che consenta di condurre misure di spettroscopia impedenza elettrochimica in modo molto semplificato, che non abbia problemi di taratura dipendenti da pressione della cella esercitata contro il materiale da analizzare.
In accordo con l’invenzione tale ulteriore scopo è raggiunto con un anello di tenuta che co-opera con una cella elettrochimica miniaturizzata, detta cella elettrochimica miniaturizzata è secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-5, detto anello di tenuta viene montato sopra la punta del corpo principale della cella elettrochimica miniaturizzata, detto anello di tenuta comprende un’apertura passante che ha una sezione di forma circolare che definisce un bordo circolare dell’apertura passante a contatto con la superficie del materiale conduttore da analizzare, detta apertura passante è coassiale con l’apertura millimetrica della punta del corpo principale della cella elettrochimica miniaturizzata, detta apertura passante comprende una cavità interna atta a racchiudere la camera millimetrica di reazione per ossidoriduzioni, caratterizzato dal fatto che detto bordo circolare dell’apertura passante è di dimensioni millimetriche.
Ancora un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di realizzare un dispositivo per misure elettrochimiche localizzate che permetta di effettuare misure elettrochimiche su aree dell’ordine del millimetro quadrato, per prove elettrochimiche di corrosione, per misure di spessore secondo tecnica coulombometrica e per deposizioni galvaniche localizzate, che sia solido, più semplice da utilizzare e più facile da Dr. Angelo Veronesi
realizzare, che riduca effetti ohmici sull’area investigata, che riduca gli effetti dovuti alla rapida scansione di potenziale nelle misure potenziodinamiche, che eviti perdite di soluzione, che eviti il bloccaggio della punta, che eviti effetti della dimensione della punta sul valore di corrente limite, che eviti effetti di polarizzazioni di concentrazione quando si misura la tensione, che consenta di condurre misure di impedenza elettrochimica in modo molto semplificato, che non abbia problemi di taratura dipendenti da pressione della cella esercitata contro il materiale da analizzare.
In accordo con l’invenzione tale ulteriore scopo è raggiunto con un dispositivo per misure elettrochimiche localizzate, caratterizzato dal fatto di comprendente una cella elettrochimica miniaturizzata secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-5 ed un anello di tenuta secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 6-11.
Queste ed altre caratteristiche della presente invenzione saranno rese maggiormente evidenti dalla seguente descrizione dettagliata in un suo esempio di realizzazione pratica illustrato a titolo non limitativo nei disegni allegati, in cui:
la Figura 1 mostra una vista in prospettiva de dispositivo per misure elettrochimiche localizzate comprendente una cella elettrochimica miniaturizzata ed un anello di tenuta secondo la presente invenzione;
la Figura 2 mostra una sezione longitudinale del dispositivo per misure elettrochimiche localizzate di figura 1;
la Figura 3 mostra una porzione scoperta della punta della cella elettrochimica miniaturizzata che mostra un setto;
la Figura 4 mostra la punta della cella elettrochimica miniaturizzata montante un anello di tenuta atto ad essere appoggiato sopra un materiale conduttore da analizzare che funge da elettrodo di lavoro;
la Figura 5 mostra una sezione longitudinale lungo le linee V-V di Figura 4; la Figura 6 mostra una vista di un ingrandimento A della sezione di Figura 5 evidenziando in modo complementare una forma di un canale di afflusso per una soluzione liquida elettrolitica, una forma di una camera millimetrica di reazione per ossidoriduzioni, una forma di un canale di deflusso per la soluzione liquida elettrolitica;
la Figura 7 mostra una vista in prospettiva dell’anello di tenuta dal lato che viene montato sopra la punta della cella elettrochimica miniaturizzata;
la Figura 8 mostra una vista in prospettiva dell’anello di tenuta di Figura 7 dal lato Dr. Angelo Veronesi
esterno che viene poggiato sopra il materiale conduttore da analizzare;
la Figura 9 mostra una vista laterale della anello di tenuta di Figura 7;
la Figura 10 mostra una vista in sezione lungo il raggio X-X di Figura 3 che mostra in modo complementare una forma della camera millimetrica di reazione per ossidoriduzioni con la presenza del setto lungo la sua dimensione maggiore;
la Figura 11 mostra una vista in sezione lungo il raggio XI-XI di Figura 3 che mostra in modo complementare la forma della camera millimetrica di reazione per ossidoriduzioni con la presenza del setto lungo la sua dimensione minore;
la Figura 12 mostra una vista in prospettiva di una cella elettrochimica miniaturizzata alternativa secondo la presente invenzione;
la Figura 13 mostra una vista in prospettiva di un taglio radiale lungo un piano Σ di Figura 12 che mostra una sezione radiale con una molteplicità di canali per la soluzione liquida elettrolitica;
la Figura 14 mostra una sezione longitudinale della cella elettrochimica miniaturizzata di figura 12;
la Figura 15 mostra una vista in sezione che mostra la forma della camera millimetrica di reazione per ossidoriduzioni con due setti centrali che definiscono un canale centrale di ingresso per la soluzione liquida elettrolitica e canali esterni di uscita per la soluzione liquida elettrolitica;
la Figura 16 mostra un andamento di potenziale di un rivestimento di rame di una moneta nel corso di una misura di spessore per dissoluzione;
la Figura 17 mostra curve potenziodinamiche ottenute da misure di polarizzazione potenziodinamica su un campione di rame a 5 mV/s (a: NaCl 1 M; b: H2SO41 M) ottenute da misure di polarizzazione potenziodinamica;
la Figura 18 mostra curve potenziodinamiche ottenute da misure di polarizzazione potenziodinamica su un campione di AISI 316 a 10 mV/s (a: NaCl 1 M; b: H2SO41 M).
Con riferimento alle figure sopra elencate si noterà un dispositivo per misure elettrochimiche localizzate 1 comprendente una cella elettrochimica miniaturizzata 2 ed un anello di tenuta 3 montato sopra una punta 21 della cella elettrochimica miniaturizzata 2, dove detto anello di tenuta 3 è atto a essere appoggiato sopra una superficie 90 di un materiale conduttore da analizzare 9 che funge da elettrodo di lavoro.
Dr. Angelo Veronesi
La cella elettrochimica miniaturizzata 2 comprende un corpo principale 20.
Detto corpo principale 20 è a forma di cilindro. Il corpo principale 20 di allunga in direzione di un asse longitudinale L.
Come mostrato in Figura 2, il corpo principale 20 della cella elettrochimica miniaturizzata 2 comprende almeno un canale cavo di afflusso 4 per una soluzione liquida elettrolitica 10 ed almeno un canale cavo di deflusso 5 per detta soluzione liquida elettrolitica 10. La soluzione liquida elettrolitica 10 scorre all’interno del corpo principale 20 della cella elettrochimica miniaturizzata 2 dal canale cavo di afflusso 4 al canale cavo di deflusso 5.
Il dispositivo per misure elettrochimiche localizzate 1 comprende anche un controelettrodo 7 ed un elettrodo di riferimento 8.
Il controelettrodo 7 si trova immerso in una regione del canale cavo di deflusso 5. Il controelettrodo 7 è fatto di platino ed è un filo o un testale.
L’elettrodo di riferimento 8 del dispositivo per misure elettrochimiche localizzate 1 è miniaturizzato ed è fatto ad esempio di AgAgCl 3 M KCl.
Quando la punta 21 del corpo principale 20 della cella elettrochimica miniaturizzata 2 è posta a contatto con la superficie 90 del materiale conduttore da analizzare 9, viene individuata una regione di spazio tra la punta 21 del corpo principale 20 e la superficie 90 del materiale conduttore da analizzare 9 che è atta a fungere da camera millimetrica di reazione per ossidoriduzioni 6.
Detta camera millimetrica di reazione per ossidoriduzioni 6 è in comunicazione con detto canale di afflusso 4 e con detto canale di deflusso 5 ed è atta a permettere un flusso della soluzione liquida elettrolitica 10 dal canale di afflusso 4 alla camera millimetrica di reazione per ossidoriduzioni 6 al canale di deflusso 5 in modo di permette il ricambio della soluzione liquida elettrolitica in una regione del condotto di deflusso 5 dove è previsto il controelettrodo 7.
Detto materiale conduttore da analizzare 9 funge da elettrodo di lavoro una volta in contatto con la punta 21 della cella elettrochimica miniaturizzata 2.
Come mostrato in figura 4, in alternativa è previsto che la camera millimetrica di reazione per ossidoriduzioni 6 è delimitata da un anello di tenuta 3 circolare comprendente un’apertura passante 360 di diametro millimetrico, dove detto anello di tenuta 3 co-opera con detta cella elettrochimica miniaturizzata 2 per meglio contenere la Dr. Angelo Veronesi
soluzione liquida elettrolitica 10 e per meglio delimitare l’area di lavoro sulla superficie 90 del materiale conduttore da analizzare 9. Detta area di lavoro delimitata dall’anello di tenuta 3 è la camera millimetrica di reazione per ossidoriduzioni 6.
Detto anello di tenuta 3 è montato sopra la punta 21 del corpo principale 20 della cella elettrochimica miniaturizzata 2.
Vantaggiosamente detto anello di tenuta 3 montato sulla punta 21 della cella elettrochimica miniaturizzata 2 consente di aumentare la velocità del flusso della soluzione liquida elettrolitica 10 nella camera millimetrica di reazione per ossidoriduzioni 6.
Come mostrato in particolare nelle figure 2 e 5 nella regione della punta 21 del corpo principale 20 della cella elettrochimica miniaturizzata 2 il canale cavo di afflusso 4 comprende un canale cavo di afflusso di diametro millimetrico 41, il canale cavo di deflusso 5 comprende un canale cavo di deflusso di diametro millimetrico 51. Per diametro millimetrico si intende un diametro compreso tra 0.1 mm e 5 mm.
La soluzione liquida elettrolitica 10 viene fatta fluire all’interno del corpo principale 20 e nella camera millimetrica di reazione per ossidoriduzioni 6 da parte di una pompa esterna, che può essere ad esempio una pompa a membrana o una pompa peristaltica.
Nella regione della punta 21 della cella elettrochimica miniaturizzata 2, il canale cavo di afflusso di diametro millimetrico 41 ed il canale cavo di deflusso di diametro millimetrico 51 sono divisi da un setto 200.
Nella regione della punta 21 il canale cavo di afflusso 4 si restringe nel canale cavo di afflusso di diametro millimetrico 41 ed il canale cavo di deflusso 5 si restringe in detto canale cavo di deflusso di diametro millimetrico 51.
In uno spazio tra la punta 21 e la superficie 90 del materiale conduttore da analizzare 9 è individuata una camera millimetrica di reazione per ossidoriduzioni 6 che è in comunicazione con detto canale cavo di afflusso di diametro millimetrico 41 e con detto almeno un canale cavo di deflusso di diametro millimetrico 51.
Come mostrato in particolare in figura 3, detto setto 200 della punta 21 del corpo principale 20 della cella elettrochimica miniaturizzata 2 si protende esternamente partendo dalla punta 21 del corpo principale 20, in modo tale che detto setto 200 entri per una porzione di spazio nella camera millimetrica di reazione per ossidoriduzioni 6.
Dr. Angelo Veronesi
Il canale cavo di afflusso di diametro millimetrico 41 è separato da detto canale cavo di deflusso di diametro millimetrico 51 da almeno detto setto 200.
Come mostrato in figura 3, detto setto 200 ha forma geometrica solida con un lato di lunghezza maggiore disposto in direzione di un primo raggio F di una sezione geometrica radiale del corpo principale 20 e con un lato di lunghezza minore disposto in direzione di un secondo raggio S della sezione geometrica radiale del corpo principale 20, detto primo raggio perpendicolare al secondo raggio. Detta sezione radiale giace geometricamente su un piano geometrico Θ che è perpendicolare all’asse longitudinale L.
Detta porzione di spazio della camera millimetrica di reazione per ossidoriduzioni 6 è occupata dal setto 200 della cella elettrochimica miniaturizzata 2 in modo di permettere alla soluzione liquida elettrolitica 10 di passare dal canale cavo di afflusso 4 al canale cavo di deflusso 5.
E’ possibile prevedere come mostrato in particolare nelle figure 7-11 che detto anello di tenuta 3 comprende l’apertura passante 360 che ha una sezione di forma circolare che definisce un bordo circolare 390 dell’apertura passante 360 a contatto con la superficie 90 del materiale conduttore da analizzare 9.
Detta apertura passante 360 è coassiale con l’apertura millimetrica 210 della punta 21 del corpo principale 20 della cella elettrochimica miniaturizzata 2. Detta apertura passante 360 comprende la cavità interna 36 atta a racchiudere la camera millimetrica di reazione per ossidoriduzioni 6.
Detto bordo circolare 390 dell’apertura passante 360 è di dimensioni millimetriche ed ha un diametro compreso tra 0.2 e 6 mm.
Detta cavità interna 36 è atta a contenere almeno una porzione del setto 200 che si protende dalla punta 21 della cella elettrochimica miniaturizzata 2 verso l’esterno.
Detta cavità interna 36 è passante lungo l’asse longitudinale L.
Come mostrato in figura 10 il lato di lunghezza maggiore del setto 200 è di dimensioni comparabili con quelle della cavità interna 36, tali da impedire o limitare fortemente il flusso della soluzione liquida elettrolitica 10 nella dimensione radiale della cavità interna 36 lungo il primo raggio F.
Come mostrato in figura 11 il lato di lunghezza minore del setto 200 è di dimensioni molto minori di quelle della cavità interna 36 e permette alla soluzione Dr. Angelo Veronesi
liquida elettrolitica 10 di passare dal canale cavo di afflusso di diametro millimetrico 41 al canale cavo di deflusso di diametro millimetrico 51 nella dimensione radiale della cavità interna 36 lungo il secondo raggio S.
Nelle figure 10 e 11 sono segnalati dei vettori geometrici di velocità di porzioni di fluido della soluzione liquida elettrolitica 10. Nella dimensione radiale lungo il primo raggio P il fluido è sostanzialmente statico, mentre nella dimensione radiale lungo il secondo raggio S, il fluido della soluzione liquida elettrolitica 10 fluisce dal canale cavo di afflusso di diametro millimetrico 41 al canale cavo di deflusso di diametro millimetrico 51.
Come mostrato in figura 6 è possibile prevedere che la cavità interna 36 dell’anello di tenuta 3 è di forma toroidale o cilindrica.
Come mostrato nelle figure 10 e 11, è previsto che detta cavità interna 36 dell’anello di tenuta 3 comprende una porzione estrema 39 rivolta verso la superficie 90 del materiale conduttore da analizzare 9. Detta porzione estrema 39 della cavità interna 36 è di dimensioni minori rispetto alle dimensioni della restante parte della cavità interna 36.
Detta porzione estrema 39 della cavità interna 36 restringe gradualmente le proprie dimensioni in direzione della superficie 90 del materiale conduttore da analizzare 9.
Detta porzione estrema 39 dell’anello di tenuta 3 ha un bordo esterno 390 atto a entrare in contatto con la superficie 90 del materiale conduttore da analizzare 9.
Il bordo esterno 390 ha almeno una dimensione compresa tra 0.1 e 10 mm, dove detta dimensione è il diametro del bordo esterno 390.
Bisogna notare che l’anello di tenuta 3 viene fatto calzare nell’apertura millimetrica 210 della punta 21, per cui le dimensioni del bordo esterno 390 sono inferiori alle dimensioni dell’apertura millimetrica 210. Il bordo circolare 390 di detta apertura passante 360 ha detto almeno una dimensione che è inferiore rispetto a detta almeno una dimensione dell’apertura millimetrica 210 della punta 21.La camera interna 36 è concentrica con l’apertura millimetrica 210 del corpo principale 20.
Vantaggiosamente la tenuta idraulica del dispositivo per misure elettrochimiche localizzate 1 e la definizione della camera millimetrica di reazione per ossidoriduzioni 6 che definisce l’elettrodo è garantita dall’anello di tenuta 3.
Dr. Angelo Veronesi
L’anello di tenuta 3 è di gomma o altro materiale plastico o non conduttore. Da un lato detto anello di tenuta 3 è montato per aderenza alla punta 21 del corpo principale 20 e dall’altra aderisce alla superficie 90 del materiale conduttore da analizzare 9.
Il corpo principale 20 della cella elettrochimica miniaturizzata 2, il setto 200, il canale cavo di afflusso 4 ed il canale cavo di deflusso 5 sono fabbricati per mezzo di stereolitografia laser 3D usando una resina foto-polimerizzabile. Sono previsti anche altri materiali come ad esempio compositi polimero ceramici, materiali polimerici.
E’ anche prevedibile che il corpo principale 20 sia in metallo ed in questo caso è possibile utilizzarlo con funzione di controelettrodo 7. Vantaggiosamente quando il corpo principale 20 è in metallo, è possibile utilizzare soluzioni liquide elettrolitiche 10 che altrimenti sarebbero reattive con i compositi polimerici, con le resine polimeriche ed altri materiali polimerici.
Il corpo principale 20 è fabbricato per mezzo di stereolitografia laser 3D. Detto setto 200 è di pezzo con detto corpo principale 20. Detto canale cavo di afflusso 4 e detto canale cavo di deflusso 5 sono scavati all’interno del corpo principale 20. Il corpo principale 20 è di un materiale a scelta in una lista di materiali atti ad essere stereolitografati e che non siano conduttori alle temperature di misura elettrochimica. Materiali di cui può essere fatto il corpo principale 20 sono ad esempio la resina, la resina foto-polimerizzabile, composti di ceramiche. Il corpo della cella può essere realizzato per stereolitografia laser 3D di metalli, ad esempio acciaio e titanio, ed in questo caso il corpo della cella funge esso stesso da controelettrodo. Sempre in questo caso è necessario isolare elettricamente l’elettrodo di lavoro dal controelettrodo.
Vantaggiosamente la stereolitografia laser 3D consente di stereolitografare il canale cavo di afflusso 4, il canale cavo di deflusso 5 ed il setto 200 in modo da renderli maggiormente performanti, solidi, resistenti e di forma geometrica particolare come descritto sopra, rispetto ai canali capillari di vetro dello stato della tecnica nota.
In particolare è possibile attraverso la stereolitografia laser 3D dare una forma al setto 200 tale da avere due diverse dimensioni come descritto sopra e nelle figure 3, 10 e 11.
La stereolitografia laser 3D è un metodo di stereolitografia che usa resina liquida che viene fotoindurita tramite raggi ultravioletti utilizzando tecniche di stampa 3D. Nel caso della stereolitografia laser 3D di metalli, un fascio laser fonde le particelle Dr. Angelo Veronesi
metalliche, secondo un disegno prestabilito, di un letto di particelle metalliche formando per accrescimento il manufatto.
E’ possibile prevedere che il corpo principale 20 possa essere realizzato anche altri processi di stampa 3D, come ad esempio Selective Laser Sintering.
La punta 21 del corpo principale 20 comprende un’apertura millimetrica 210 definita dal setto 200, dalle sezioni radiali dei canali cavi di afflusso 41 e di deflusso 51 di diametro millimetrico. Detta apertura millimetrica 210 della punta ha almeno una dimensione compresa tra 0.1 e 10 mm. Detta dimensione è il diametro dell’apertura millimetrica 210 quando l’apertura millimetrica 210 è di forma circolare. Si sono ottenuti risultati migliori quando diametro dell’apertura millimetrica 210 è compreso tra 0.2 e 6 mm. L’apertura millimetrica 210 della punta 21 non ha dimensioni inferiori a 0.1 mm perché altrimenti diverrebbe un’apertura capillare con svantaggi già esposti nello stato della tecnica nota per i tubi capillari. Sopra i 10 mm l’apertura millimetrica 210 non sarebbe più tale e si perderebbero le caratteristiche della miniaturizzazione ricercata nella presente invenzione. Vantaggiosamente l’apertura millimetrica 210 consente di effettuare misure elettrochimiche su aree dell’ordine del millimetro quadrato, per prove elettrochimiche di corrosione, per misure di spessore secondo tecnica coulombometrica e per deposizioni galvaniche localizzate, riduce gli effetti ohmici sull’area investigata, riduce gli effetti dovuti alla rapida scansione di potenziale nelle misure potenziodinamiche, evita effetti della dimensione della punta sul valore di corrente limite, evita effetti di polarizzazioni di concentrazione quando si misura la tensione, che consenta di condurre misure di impedenza elettrochimica in modo molto semplificato.
Per quanto concerne il funzionamento della cella elettrochimica miniaturizzata è stata effettuata una misura di spessore di uno strato di rame (MMCu = 63.5 g/mol;� = 8.92 g/cm<3>) su base ferro dei cinque centesimi di euro. Detto strato di rame è la superficie 90 del materiale conduttore da analizzare 9. I risultati sono riportati in Figura 16. La punta 21 della cella elettrochimica miniaturizzata 2 con montato l’anello di tenuta 3 è stata premuta contro la superficie 90 del materiale conduttore da analizzare 9. E’ stata utilizzata una soluzione liquida elettrolitica 10 comprendente 80 g/l di sodio potassio tartrato (NaKC4H4O6) e 100 g/l di ammonio nitrato (NH4NO3). La misura elettrochimica è avvenuta a temperatura ambiente. La soluzione liquida elettrochimica 10 prelevata da un serbatoio è stata fatta circolare nella cella elettrochimica Dr. Angelo Veronesi
miniaturizzata 2 tramite la pompa peristaltica alla portata di Q = 42 ml/ min. L’area dell’elettrodo di lavoro è di S = 1.772 mm<2>. La corrente elettrica era di I = 3 mA, anodica per il rivestimento di rame (dissoluzione). Il potenziale del rame misurato rispetto all’elettrodo di riferimento 8 si è mantenuto stabile per un certo tempo ed ha subito una variazione che è terminata dopo un tempo � = 370 s. Utilizzando la legge di Faraday sCu= I���MMCu/(z�F���S) si ricava uno spessore di sCu= 23.8�m, in ottimo<accordo con il valore misurato con un altro metodo di fluorescenza di raggi X (23.9>�m).
In un altro esperimento per testare il funzionamento sono state effettuate misure di polarizzazione potenziodinamica a temperatura ambiente su campione di rame. Velocità di scansione v = 5 mV/s in NaCl 1 M e in H2SO41 M. La superficie dell’elettrodo di lavoro è di S = 1.722 mm<2>. Sono state effettuate misure a diversa portata, Q = 0, 18, 30 e 42 ml/min. I risultati sono mostrati in figura 17.
In ancora un altro esperimento sono state effettuate misure di polarizzazione potenziodinamica a temperatura ambiente su campione AISI 316 di materiale 9. Velocità di scansione v = 10 mV/s in NaCl 1 M e in H2SO41 M. La superficie dell’elettrodo di lavoro S = 1.722 mm<2>. Sono state effettuate misure a diversa portata, Q = 0, 18, 30 e 42 ml/min. I risultati sono mostrati in figura 18.
Alternativamente come mostrato nelle figure 12-15, la configurazione dei canali cavi di afflusso 4 e deflusso 5 della cella elettrochimica miniaturizzata 2 può anche essere di tipo coassiale.
In detta alternativa, come mostrato in particolare in figura 14, il canale di afflusso 4 è scavato lungo l’asse longitudinale L del corpo principale 20 della cella elettrochimica miniaturizzata 2.
Come mostrato in figura 15 il canale cavo di afflusso 4 prevede una restrizione capillare con un canale cavo di afflusso di diametro millimetrico 41 nella regione della punta 21 della cella elettrochimica miniaturizzata 2.
Come mostrato in particolar modo nelle figure 14 e 15 sono previsti quattro canali cavi di deflusso 5 disposti all’interno del corpo principale 20 intorno al canale cavo di afflusso 4.
Come mostrato in figura 15 ogni canale cavo di deflusso 5 prevede una restrizione capillare con un rispettivo canale cavo di deflusso di diametro millimetrico 51 nella Dr. Angelo Veronesi
regione della punta 21 della cella elettrochimica miniaturizzata 2.
In detta alternativa il setto 200 ha forma concentrica intorno all’asse longitudinale L e separa il canale cavo di afflusso 4 dal canale cavo di deflusso 5.
Vantaggiosamente anche su detta alternativa di cella elettrochimica miniaturizzata 2 è possibile applicare l’anello di tenuta 3.
Alternativamente è possibile prevedere una cella elettrochimica miniaturizzata 2 comprendente due o più canali cavi di afflusso 4 ed uno o più canali cavi di deflusso 5. Ad esempio canali cavi di afflusso 4 possono essere disposti intorno ad un canale cavo di deflusso 5 che segue l’asse longitudinale L.
L’anello di tenuta 3 consente vantaggiosamente di evitare perdite di soluzione liquida elettrolitica 10 e evita vantaggiosamente problemi di taratura dipendenti da pressione della cella esercitata contro la superficie 9 del materiale conduttore da analizzare 9, dato che il bordo esterno 390 dell’anello di tenuta 3 è solido e non si deforma.
Alternativamente quando non è montato l’anello di tenuta 3, è possibile prevedere che detto almeno un setto 200 del corpo principale 20 della cella elettrochimica miniaturizzata 2 si protende esternamente partendo dalla punta 21 del corpo principale 20, in modo tale che almeno una porzione di detto almeno un setto 200 entri nella camera millimetrica di reazione per ossidoriduzioni 6. In detta alternativa detto almeno un setto 200 è uno solo ed è in asse con l’asse longitudinale L. Il setto 200 ha una forma geometrica solida con il lato di lunghezza maggiore disposto in direzione del primo raggio F della sezione geometrica radiale del corpo principale 20 e con il lato di lunghezza minore disposto in direzione del secondo raggio S della sezione geometrica radiale del corpo principale 20. Detto primo raggio F è perpendicolare al secondo raggio S. Detta sezione radiale giace geometricamente sul piano geometrico Θ che è perpendicolare all’asse longitudinale L. Il lato di lunghezza maggiore del setto 200 è di dimensioni comparabili con quelle della camera millimetrica di reazione per ossidoriduzioni 6 tali da impedire o limitare fortemente il flusso della soluzione liquida elettrolitica 10 nella dimensione radiale della camera millimetrica di reazione per ossidoriduzioni 6 lungo il primo raggio F. Il lato di lunghezza minore del setto 200 è di dimensioni minori di quelle della camera millimetrica di reazione per ossidoriduzioni 6 tali da permette alla soluzione liquida elettrolitica 10 di passare dal canale cavo di Dr. Angelo Veronesi
afflusso di diametro millimetrico 41 al canale cavo di deflusso di diametro millimetrico 51 nella dimensione radiale della camera millimetrica di reazione per ossidoriduzioni 6 lungo il secondo raggio S.
Alternativamente è possibile prevedere che la punta 21 sia di materiale idrofobico come ad esempio il Teflon e possa funzionare senza l’anello di tenuta 3. Il materiale idrofobico della punta 21 è atto a mantenere il liquido all’interno della camera millimetrica di reazione per ossidoriduzioni 6.
Alternativamente il corpo principale 20 della cella elettrochimica miniaturizzata 2 ha forma toroidale con l’asse dell’apertura centrale che è in direzione dell’asse longitudinale L.
Vantaggiosamente il dispositivo per misure elettrochimiche localizzate 1 permette di effettuare misure elettrochimiche su aree dell’ordine del millimetro quadrato, per prove elettrochimiche di corrosione, per misure di spessore secondo tecnica coulombometrica e per deposizioni galvaniche localizzate. Risulta molto più solido, più semplificato e più facile da realizzare dato che non vi sono capillari di vetro, inoltre la struttura del corpo principale 20, del setto 200 e dei canali di afflusso 4 e deflusso 5 risulta molto più solida e resistente. I canali di afflusso di diametro millimetrico 41 e 51 risultano vantaggiosamente molto più solidi rispetto a canali capillari. Si riducono vantaggiosamente gli effetti ohmici sull’area investigata. Si riducono vantaggiosamente gli effetti dovuti alla rapida scansione di potenziale nelle misure potenziodinamiche. Si evitano perdite di soluzione. Si evita il bloccaggio della punta 21. Si evitano vantaggiosamente effetti della dimensione della punta 21 sul valore di corrente limite. Si evitano vantaggiosamente effetti di polarizzazioni di concentrazione quando si misura la tensione. Il dispositivo 1 consente vantaggiosamente di condurre misure di impedenza elettrochimica in modo molto semplificato. Si evitano vantaggiosamente problemi di taratura dipendenti da pressione della cella esercitata contro il materiale da analizzare.
Vantaggiosamente il dispositivo per misure elettrochimiche localizzate 1 consente di mantenere portate della soluzione liquida elettrolitica 10 nella camera millimetrica di reazione per ossidoriduzioni 6 all’interno della cavità interna 36 dell’anello di tenuta 3 con velocità di flusso comprese tra 1 ml/min e 200 ml/min. Preferibilmente si ottengono velocità di flusso della soluzione liquida elettrolitica 10 comprese tra 10 ml/min e 50 Dr. Angelo Veronesi
ml/min.
Claims (13)
- Dr. Angelo Veronesi RIVENDICAZIONI 1. Cella elettrochimica miniaturizzata (2) comprendente un corpo principale (20) comprendente una punta (21) atta a permettere misure elettrochimiche di una superficie (90) di un materiale conduttore da analizzare (9) che funge da elettrodo di lavoro, detto corpo principale (20) comprende almeno un canale cavo di afflusso (4) per una soluzione liquida elettrolitica (10) ed almeno un canale cavo di deflusso (5) per detta soluzione liquida elettrolitica (10), detta soluzione liquida elettrolitica (10) scorre da detto almeno un canale cavo di afflusso (4) a detto almeno un canale cavo di deflusso (5), la cella elettrochimica miniaturizzata (2) comprende un controelettrodo (7), detta cella elettrochimica miniaturizzata (2) monta un elettrodo di riferimento (8), in una regione della punta (21) ognuno di detto almeno un canale cavo di afflusso (4) si restringe in almeno un canale cavo di afflusso di diametro millimetrico (41) ed ognuno di detto almeno un canale cavo di deflusso (5) si restringe in almeno un canale cavo di deflusso di diametro millimetrico (51), in uno spazio tra la punta (21) e la superficie (90) del materiale conduttore da analizzare (9) è individuata una camera millimetrica di reazione per ossidoriduzioni (6) che è in comunicazione con detto almeno un canale cavo di afflusso di diametro millimetrico (41) e con detto almeno un canale cavo di deflusso di diametro millimetrico (51), detto almeno un canale cavo di afflusso di diametro millimetrico (41) è separato da detto almeno un canale cavo di deflusso di diametro millimetrico (51) da almeno un setto (200), caratterizzato dal fatto che detto almeno un setto (200) è di pezzo con detto corpo principale (20), detto almeno un canale cavo di afflusso (4) e detto almeno un canale cavo di deflusso (5) sono scavati all’interno del corpo principale (20), la punta (21) del corpo principale (20) comprende un’apertura millimetrica (210) di dimensione millimetrica in comunicazione con detta camera millimetrica di reazione per ossidoriduzioni (6), dove detta apertura millimetrica (210) è definita da detto almeno un setto (200), da detto almeno un canale cavo di afflusso di diametro millimetrico (41) e da detto almeno un canale cavo di deflusso di diametro millimetrico (51).
- 2. Cella elettrochimica miniaturizzata (2) secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detta apertura millimetrica (210) della punta (21) ha almeno una dimensione compresa tra 0.2 e 6 mm.
- 3. Cella elettrochimica miniaturizzata (2) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni Dr. Angelo Veronesi 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detto almeno un setto (200) del corpo principale (20) della cella elettrochimica miniaturizzata (2) si protende esternamente partendo dalla punta (21) del corpo principale (20), in modo tale che almeno una porzione di detto almeno un setto (200) entri nella camera millimetrica di reazione per ossidoriduzioni (6).
- 4. Cella elettrochimica miniaturizzata (2) secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che detto almeno un setto (200) è uno solo ed è in asse con un asse longitudinale (L), il setto (200) ha una forma geometrica solida con un lato di lunghezza maggiore disposto in direzione di un primo raggio (F) di una sezione geometrica radiale del corpo principale (20) e con un lato di lunghezza minore disposto in direzione di un secondo raggio (S) della sezione geometrica radiale del corpo principale (20), detto primo raggio (F) è perpendicolare al secondo raggio (S), detta sezione radiale giace geometricamente su un piano geometrico (Θ) che è perpendicolare all’asse longitudinale (L), il lato di lunghezza maggiore del setto (200) è di dimensioni comparabili con quelle della camera millimetrica di reazione per ossidoriduzioni (6) tali da impedire o limitare fortemente il flusso della soluzione liquida elettrolitica (10) nella dimensione radiale della camera millimetrica di reazione per ossidoriduzioni (6) lungo il primo raggio (F), il lato di lunghezza minore del setto (200) è di dimensioni minori di quelle della camera millimetrica di reazione per ossidoriduzioni (6) tali da permette alla soluzione liquida elettrolitica (10) di passare dal canale cavo di afflusso di diametro millimetrico (41) al canale cavo di deflusso di diametro millimetrico (51) nella dimensione radiale della camera millimetrica di reazione per ossidoriduzioni (6) lungo il secondo raggio (S).
- 5. Cella elettrochimica miniaturizzata (2) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-4, caratterizzato dal fatto che il corpo principale (20) è realizzato per mezzo di tecniche di stereolitografia o stampa 3D.
- 6. Anello di tenuta (3) che co-opera con una cella elettrochimica miniaturizzata (2), detta cella elettrochimica miniaturizzata (2) è secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-5, detto anello di tenuta (3) viene montato sopra la punta (21) del corpo principale (20) della cella elettrochimica miniaturizzata (2), detto anello di tenuta (3) comprende un’apertura passante (360) che ha una sezione di forma circolare che definisce un bordo circolare (390) dell’apertura passante (360) a contatto con la superficie (90) del Dr. Angelo Veronesi materiale conduttore da analizzare (9), detta apertura passante (360) è coassiale con l’apertura millimetrica (210) della punta (21) del corpo principale (20) della cella elettrochimica miniaturizzata (2), detta apertura passante (360) comprende una cavità interna (36) atta a racchiudere la camera millimetrica di reazione per ossidoriduzioni (6), caratterizzato dal fatto che detto bordo circolare (390) dell’apertura passante (360) è di dimensioni millimetriche.
- 7. Anello di tenuta (3) secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detto bordo circolare (390) di detta apertura passante (360) ha un diametro compreso tra 0.2 e 6 mm ed inferiore ad almeno una dimensione dell’apertura millimetrica (210) della punta (21).
- 8. Anello di tenuta (3) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 6 o 7, caratterizzato dal fatto che detta cavità interna (36) è di forma toroidale o cilindrica.
- 9. Anello di tenuta (3) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 6-8, caratterizzato dal fatto che detta cavità interna (36) dell’anello di tenuta (3) comprende una porzione estrema (39) rivolta verso la superficie (90) del materiale conduttore da analizzare (9), detta porzione estrema (39) della cavità interna (36) è di dimensioni minori rispetto alle dimensioni della restante parte della cavità interna (36).
- 10. Anello di tenuta (3) secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che detta porzione estrema (39) della cavità interna (36) restringe gradualmente le proprie dimensioni in direzione della superficie (90) del materiale conduttore da analizzare (9).
- 11. Anello di tenuta (3) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 6-10, caratterizzato dal fatto che detta cavità interna (36) di detta apertura passante (360) dell’anello di tenuta (3) è atta a contenere almeno una porzione di detto almeno un setto (200) che si protende dalla punta (21) del corpo principale (20) della cella elettrochimica miniaturizzata (2) all’interno della cavità interna (36) dell’anello di tenuta (3).
- 12. Dispositivo per misure elettrochimiche localizzate (1), caratterizzato dal fatto di comprendente una cella elettrochimica miniaturizzata (2) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-5 ed un anello di tenuta (3) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 6-11.
- 13. Dispositivo per misure elettrochimiche localizzate (1) secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che il corpo principale (20) della cella elettrochimica Dr. Angelo Veronesi miniaturizzata (2) è in un materiale compreso una lista comprendente un materiale polimerico, una resina foto-polimerizzabile, un composito polimero ceramico, un metallo.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT102016000126012A IT201600126012A1 (it) | 2016-12-14 | 2016-12-14 | Cella elettrochimica miniaturizzata. |
| CN201780077655.0A CN110178023B (zh) | 2016-12-14 | 2017-12-12 | 一种小型化电化学电池 |
| US16/468,745 US11035816B2 (en) | 2016-12-14 | 2017-12-12 | Miniaturized electrochemical cell |
| PCT/EP2017/082417 WO2018108903A1 (en) | 2016-12-14 | 2017-12-12 | Miniaturized electrochemical cell |
| EP17822608.0A EP3555608B1 (en) | 2016-12-14 | 2017-12-12 | Miniaturized electrochemical cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT102016000126012A IT201600126012A1 (it) | 2016-12-14 | 2016-12-14 | Cella elettrochimica miniaturizzata. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| IT201600126012A1 true IT201600126012A1 (it) | 2018-06-14 |
Family
ID=58455530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| IT102016000126012A IT201600126012A1 (it) | 2016-12-14 | 2016-12-14 | Cella elettrochimica miniaturizzata. |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11035816B2 (it) |
| EP (1) | EP3555608B1 (it) |
| CN (1) | CN110178023B (it) |
| IT (1) | IT201600126012A1 (it) |
| WO (1) | WO2018108903A1 (it) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4806849A (en) * | 1986-03-31 | 1989-02-21 | Nippon Steel Corporation | Method and apparatus for diagnosing degradation of coating film on metal material |
| US5698085A (en) * | 1995-03-06 | 1997-12-16 | National Science Council | Coating analysis apparatus |
| EP2068139A1 (en) * | 2007-12-06 | 2009-06-10 | Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO | Electrochemical cell for EIS |
| CN103398942A (zh) * | 2013-07-09 | 2013-11-20 | 哈尔滨工程大学 | 金属局部区域氢渗透行为实验装置 |
| WO2015037832A1 (ko) * | 2013-09-10 | 2015-03-19 | Kim Young Mu | 내부 필터를 구비한 모세관 장치 및 이를 구비한 주사액 주입장치 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2020461C1 (ru) | 1990-12-13 | 1994-09-30 | Дмитрий Валентинович Агафонов | Способ электрохимического определения скорости коррозии металла с диэлектрическим покрытием и устройство для его осуществления |
| RU2088913C1 (ru) | 1994-08-29 | 1997-08-27 | Омский государственный университет | Устройство для электрохимических измерений |
| CN2432576Y (zh) * | 2000-06-28 | 2001-05-30 | 中国科学院金属研究所 | 多功能腐蚀实时检测探头 |
| CN1702456A (zh) * | 2001-10-10 | 2005-11-30 | 生命扫描有限公司 | 电化学电池 |
| CA2566358C (en) * | 2004-05-21 | 2016-12-20 | Agamatrix, Inc. | Electrochemical cell and method for making an electrochemical cell |
| TWI482329B (zh) * | 2012-08-23 | 2015-04-21 | Atomic Energy Council | 雙流體儲放電結構 |
| US9274059B2 (en) * | 2011-03-14 | 2016-03-01 | Battelle Memorial Institute | Microfluidic electrochemical device and process for chemical imaging and electrochemical analysis at the electrode-liquid interface in-situ |
| CN104655553B (zh) | 2015-03-12 | 2017-04-19 | 南通中国科学院海洋研究所海洋科学与技术研究发展中心 | 一种浪花飞溅区锈层底部腐蚀电化学测量装置及其测量方法 |
-
2016
- 2016-12-14 IT IT102016000126012A patent/IT201600126012A1/it unknown
-
2017
- 2017-12-12 WO PCT/EP2017/082417 patent/WO2018108903A1/en unknown
- 2017-12-12 EP EP17822608.0A patent/EP3555608B1/en active Active
- 2017-12-12 US US16/468,745 patent/US11035816B2/en active Active
- 2017-12-12 CN CN201780077655.0A patent/CN110178023B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4806849A (en) * | 1986-03-31 | 1989-02-21 | Nippon Steel Corporation | Method and apparatus for diagnosing degradation of coating film on metal material |
| US5698085A (en) * | 1995-03-06 | 1997-12-16 | National Science Council | Coating analysis apparatus |
| EP2068139A1 (en) * | 2007-12-06 | 2009-06-10 | Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO | Electrochemical cell for EIS |
| CN103398942A (zh) * | 2013-07-09 | 2013-11-20 | 哈尔滨工程大学 | 金属局部区域氢渗透行为实验装置 |
| WO2015037832A1 (ko) * | 2013-09-10 | 2015-03-19 | Kim Young Mu | 내부 필터를 구비한 모세관 장치 및 이를 구비한 주사액 주입장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20190331628A1 (en) | 2019-10-31 |
| WO2018108903A1 (en) | 2018-06-21 |
| US11035816B2 (en) | 2021-06-15 |
| CN110178023A (zh) | 2019-08-27 |
| EP3555608B1 (en) | 2021-02-03 |
| EP3555608A1 (en) | 2019-10-23 |
| CN110178023B (zh) | 2021-08-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Marschewski et al. | Mixing with herringbone-inspired microstructures: Overcoming the diffusion limit in co-laminar microfluidic devices | |
| Persat et al. | Basic principles of electrolyte chemistry for microfluidic electrokinetics. Part II: Coupling between ion mobility, electrolysis, and acid–base equilibria | |
| Yossifon et al. | Nonlinear current-voltage characteristics of nanochannels | |
| Burgreen et al. | Electrokinetic flow in ultrafine capillary slits1 | |
| DE112014000923B4 (de) | Mikrofluidchip mit dielektrophoretischen Elektroden, die sich in einem hydrophilen Fließweg erstrecken | |
| US20100285210A1 (en) | Multifunctional micropipette biological sensor | |
| RU2599909C2 (ru) | Устройство для приложения непрерывного электрического поля и способ | |
| KR101409065B1 (ko) | 전기화학적 검출을 위한 전기영동칩 | |
| Liu et al. | Highly reproducible chronoamperometric analysis in microdroplets | |
| Stojek et al. | Experimental determination of the coefficient in the steady state current equation for spherical segment microelectrodes | |
| CN102834964B (zh) | 液相色谱系统用的电化学检测池 | |
| Kim et al. | Analysis of the electroviscous effects on pressure-driven flow in nanochannels using effective ionic concentrations | |
| Ly et al. | Toward miniaturized analysis of chemical identity and purity of radiopharmaceuticals via microchip electrophoresis | |
| Krenkova et al. | Self‐aligning subatmospheric hybrid liquid junction electrospray interface for capillary electrophoresis | |
| Molina et al. | Design and finite element model of a microfluidic platform with removable electrodes for electrochemical analysis | |
| Vio et al. | Coupling between chip based isotachophoresis and multi-collector inductively coupled plasma mass spectrometry for separation and measurement of lanthanides | |
| Almutairi et al. | A Y-channel design for improving zeta potential and surface conductivity measurements using the current monitoring method | |
| IT201600126012A1 (it) | Cella elettrochimica miniaturizzata. | |
| Dydek et al. | Realization of a salt bridge-free microfluidic reference electrode | |
| Hoeman et al. | Electrokinetic trapping using titania nanoporous membranes fabricated using sol–gel chemistry on microfluidic devices | |
| Pozo-Ayuso et al. | Fabrication and evaluation of single-and dual-channel (Π-design) microchip electrophoresis with electrochemical detection | |
| US10183294B2 (en) | Fluid handling device | |
| US10273593B2 (en) | Porous electrodes for spectroelectrochemistry and x-ray structure analyses | |
| RU2567188C2 (ru) | Прибор для определения электрического сопротивления щелочных металлов и их сплавов | |
| DE102016116768B4 (de) | Kaskaden-Free-Flow-Isotachophorese-Vorrichtung |