Publikace detail

Shungite (mineralized carbon) as a promising electrode material for electroanalysis

Autoři: Sýs Milan | Bártová Michaela | Bartoš Martin | Švancara Ivan | Mikysek Tomáš

Rok: 2023

Druh publikace: článek v odborném periodiku

Název zdroje: Materials

Název nakladatele: MDPI

Místo vydání: BASEL

Strana od-do: 1217

Tituly:

Jazyk	Název	Abstrakt	Klíčová slova
cze	Šungit (mineralizovaný uhlík) jako slibný elektrodový materiál pro elektroanalýzu	V této studii byly testovány dva různé typy amorfní uhlíkaté prekambrické horniny, klasifikované jako ušlechtilý elitní šungit a černý surový šungit, jako možné elektrodové materiály přírodního původu. Oba typy byly opracovány do válcových tvarů za vzniku odpovídajících pevných elektrod a jejich fyzikálně-chemické a elektrochemické vlastnosti byly porovnány se standardní elektrodou ze skelného uhlíku (GCE). Surové kameny byly nejprve podrobeny mikroskopické analýze pomocí rastrovací elektronové mikroskopie a energiově disperzní rentgenové spektroskopie, které ukázaly významné rozdíly v jejich morfologii a obsahu nečistot. Prototyp elektrody vyrobený z ušlechtilého elitního šungitu (EShE) s obsahem uhlíku asi 94 % (w/w) nabízí velmi uspokojivý elektrochemický výkon s téměř identickou heterogenní konstantou rychlosti přenosu elektronů 7,8 x 10-3 cm s-1 pro fero/ferikyanidový redoxní pár, mírně užší potenciálový rozsah (podobně jako 2,1 V) a relativně nízkou dvouvrstvou kapacitu (cca 50 μF), což má za následek nízké proudy pozadí srovnatelné s proudy na GCE. Naproti tomu druhá elektroda na bázi černého surového šungitu (BShE) s obsahem uhlíku cca. 63 % (w/w) vykazovalo výrazně horší elektrochemické vlastnosti a více než čtyřikrát vyšší dvouvrstvou kapacitu, přičemž obojí bylo pravděpodobně způsobeno přítomností špatně vodivých nečistot. Celá studie byla doplněna třemi různými příklady elektroanalytických aplikací, které odhalily, že první typ, EShE, je vhodnější materiál pro přípravu elektrod a může představovat levnou alternativu ke komerčně nabízeným produktům.	Šungit; mikroskopické zobrazování; ferokyanid/ferrikyanid redoxní pár; elektrochemická kinetika; elektroanalytická použitelnost
eng	Shungite (mineralized carbon) as a promising electrode material for electroanalysis	In this study, two different types of amorphous carbonaceous Precambrian rock, classified as noble elite shungite and black raw shungite, were tested as possible electrode materials of natural origin. Both types were machined into cylindrical shapes to form the corresponding solid electrodes and their physicochemical and electrochemical properties were compared with the standard glassy carbon electrode (GCE). The raw stones were first subjected to microscopic imaging by using scanning electron microscopy and energy-dispersive X-ray spectroscopy, both of which indicated significant differences in their morphology and in the content of impurities. An electrode prototype manufactured from noble elite shungite (EShE) with a carbon content of about 94% (w/w) has offered a very satisfactory electrochemical performance with a nearly identical heterogeneous electron-transfer rate constant of 7.8 x 10-3 cm s-1 for ferro/ferricyanide redox couple, a slightly narrower potential range (similar to 2.1 V) and a relatively low double-layer capacitance (of ca. 50 μF), resulting in low background currents comparable to those at the GCE. In contrast, the second electrode based on black raw shungite (BShE) with a carbon content of ca. 63% (w/w) exhibited markedly worse electrochemical properties and more than four times higher double-layer capacitance, both of which were probably due to the presence of poorly conductive impurities. The whole study has been completed with three different examples of electroanalytical applications, revealing that the first type, EShE, is a more suitable material for the preparation of electrodes and may represent a cheap alternative to commercially marketed products.	Shungite; microscopic imaging; ferrocyanide/ferricyanide redox couple; electrochemical kinetics; electroanalytical applicability

Vyhledávání

Přihlášení pro studenty

Přihlášení pro zaměstnance

Publikace detail

Katedry

Ústavy a pracoviště

Jak nás najdete?

Služby

Často hledáte