Metrohm Autolab PGSTAT204
Компактный потенциостат/гальваностат для электрохимических исследований. Максимальный ток ±400 мА, потенциал ±10 В. Полоса пропускания 1 МГц. Встроенный модуль EIS (импедансная спектроскопия, FRA32M). Совместим с модулями Autolab (мультиплексор, бустер тока). ПО NOVA.
ООО «Спин Аналитика» не осуществляет продажу оборудования. Платформа является информационно-навигационным сервисом.
Ключевые характеристики
| АЦП | 24 бита, до 500 кГц |
| Тип | Потенциостат/гальваностат с EIS |
| EIS (FRA32M) | 10 мкГц - 1 МГц, встроенный |
| Габариты | 19 x 26 x 12 см |
| Потенциал | ±10 В |
| Форм-фактор | Настольный компактный |
| Подключение | USB 2.0 |
| Диапазоны тока | 10 нА - 400 мА (8 диапазонов, автопереключение) |
| Максимальный ток | ±400 мА |
| Полоса пропускания | 1 МГц |
| Программное обеспечение | NOVA (CV, CA, CP, EIS, DPV, SWV, скриптинг) |
| Разрешение по потенциалу | 3 мкВ (16 бит ЦАП) |
Описание
Назначение
Metrohm Autolab PGSTAT204 - компактный потенциостат/гальваностат для электрохимических измерений в исследовательских и аналитических лабораториях.
Место в линейке
PGSTAT204 - компактная модель Autolab. Младшая PGSTAT101 - ещё компактнее (USB-питание), без EIS. Старшая PGSTAT302N - высокоточная, ток до 2 А, для требовательных исследований. Multi Autolab - мультиканальная система для параллельных измерений.
Autolab - бренд Metrohm (Herisau, Швейцария), производство потенциостатов в Утрехте (Нидерланды). Autolab - один из самых распространённых потенциостатов в академических лабораториях мира.
Принцип работы
Потенциостат поддерживает заданный потенциал между рабочим и референсным электродами, измеряя ток через рабочий электрод. В гальваностатическом режиме - наоборот: задаётся ток, измеряется потенциал.
Встроенный модуль FRA32M (Frequency Response Analyzer) накладывает малый синусоидальный сигнал на постоянный потенциал и анализирует отклик. Это электрохимическая импедансная спектроскопия (EIS) - ключевой метод для исследования границ раздела фаз, коррозии, батарей.
Позиция на рынке
Autolab PGSTAT - стандарт де-факто в академической электрохимии. Установленная база - десятки тысяч приборов. Основные конкуренты: BioLogic SP-300, Gamry Reference 3000, CH Instruments CHI760E. PGSTAT204 занимает нишу универсального исследовательского потенциостата среднего класса.
Ключевые технологии
Аналоговый потенциостат с цифровым управлением
Аналоговая потенциостатическая схема обеспечивает быстрый отклик (полоса пропускания 1 МГц). Цифровое управление через 16-битный ЦАП: разрешение по потенциалу 3 мкВ (при диапазоне ±10 В). АЦП: 24 бита, скорость оцифровки до 500 кГц.
Высокая полоса пропускания критична для быстрых электрохимических процессов (циклическая вольтамперометрия при высоких скоростях развёртки).
Встроенный FRA32M (EIS)
Модуль FRA32M встроен в PGSTAT204 (в отличие от PGSTAT101, где EIS недоступен). Диапазон частот: 10 мкГц - 1 МГц. Амплитуда возмущения: 0,1 мВ - 0,25 В.
EIS применяется для исследования коррозии, покрытий, батарей и топливных элементов, биосенсоров, электрокатализа. PGSTAT204 c FRA32M закрывает потребности в EIS без дополнительного оборудования.
Диапазоны тока с автопереключением
Диапазоны тока: от 10 нА до 400 мА (8 диапазонов). Автоматическое переключение диапазонов во время измерения. Минимальный разрешаемый ток: порядка 0,3 пА (в диапазоне 10 нА).
Для токов > 400 мА доступен внешний бустер BOOSTER20A (до 20 А) или BOOSTER10A.
Модульная архитектура Autolab
PGSTAT204 совместим с модулями экосистемы Autolab:
| Модуль | Функция |
|---|---|
| MUX | Мультиплексор (до 16 ячеек) |
| BOOSTER20A | Бустер тока до 20 А |
| pX1000 | Модуль pH/ион-селективных электродов |
| SCAN250 | Сканирующий модуль для SECM |
| BA | Биполярный усилитель |
ПО NOVA
NOVA - программное обеспечение Autolab для управления прибором и анализа данных. Визуальный редактор процедур (drag-and-drop): циклическая вольтамперометрия, хроноамперометрия, EIS, импульсные методы, пользовательские процедуры.
NOVA включает инструменты подгонки (fitting) EIS-спектров к эквивалентным схемам, анализ Тафеля, расчёт ёмкости двойного слоя.
Для кого подходит
- Электрохимические исследования - циклическая вольтамперометрия, хроноамперометрия, EIS
- Исследования коррозии - поляризационные кривые, EIS покрытий, ускоренные тесты
- Батареи и накопители энергии - заряд/разряд, EIS катодных и анодных материалов
- Электрокатализ - LSV, RDE/RRDE измерения (с вращающимся дисковым электродом)
- Биосенсоры - детекция малых токов, EIS биоинтерфейсов
- Электроосаждение - контролируемое осаждение тонких плёнок
- Учебные лаборатории - демонстрация электрохимических методов
Особенности эксплуатации
Программное обеспечение
NOVA 2.x работает на Windows. Включает предустановленные процедуры для стандартных методов (CV, CA, CP, EIS, LSV, DPV, SWV). Экспорт данных: ASCII, Excel, Origin. Скриптинг: встроенный Python-подобный язык для автоматизации.
Требования к установке
- Форм-фактор: настольный компактный (19 x 26 x 12 см)
- Электропитание: 100-240 В, 50/60 Гц
- Подключение к ПК: USB 2.0
- Клетка Фарадея: рекомендуется для измерений малых токов (< 1 нА)
Обслуживание и расходные материалы
Расходных материалов нет. Калибровка: рекомендуется ежегодная поверка с эталонной ячейкой (dummy cell, входит в комплект). Электроды: стандартные (Ag/AgCl, Pt, GC) - не входят.
Обучение
Базовые измерения (CV, CA): 2-4 часа. EIS: 1-2 дня. Продвинутые методы и анализ: 2-3 дня.
Ограничения
- Максимальный ток 400 мА (для больших токов - бустер или PGSTAT302N)
- Одноканальный (для параллельных измерений - Multi Autolab)
- ПО NOVA только Windows
- Без бустера не подходит для электролиза при больших токах
Области применения
Сравнение с аналогами
SP-300 - двухканальный потенциостат/гальваностат BioLogic с EIS. Каждый канал: ±48 В, ±800 мА, EIS до 7 МГц. SP-300 превосходит PGSTAT204 по количеству каналов (2 vs 1), диапазону потенциала (±48 vs ±10 В) и частоте EIS (7 МГц vs 1 МГц). PGSTAT204 имеет более обширную экосистему модулей (MUX, бустеры) и большую установленную базу в академических лабораториях.
Reference 3000 - высокоточный одноканальный потенциостат Gamry с EIS. Ток до 3 А, потенциал ±32 В, EIS до 1 МГц. Превосходит PGSTAT204 по току (3 А vs 400 мА) и потенциалу (±32 vs ±10 В). PGSTAT204 компактнее и доступнее. Для задач с большими токами - Reference 3000. Для стандартных исследований - оба сопоставимы.
CHI760E - электрохимическая рабочая станция CH Instruments с широким набором методов (CV, DPV, SWV, SECM, EIS). Ток до 250 мА. По функциональности ПО аналогичен PGSTAT204 + NOVA. CHI760E дешевле, компактнее. PGSTAT204 имеет больший ток (400 vs 250 мА) и модульную архитектуру для расширения.
Частые вопросы
PGSTAT204 или PGSTAT302N?
PGSTAT204: ток до 400 мА, встроенный FRA32M, компактный. PGSTAT302N: ток до 2 А, низкий шум (< 0,2 пА), больший динамический диапазон. Для стандартных исследований (CV, EIS, коррозия, биосенсоры) PGSTAT204 достаточен. PGSTAT302N нужен для измерений при больших токах (электролиз), сверхмалых токов (наноэлектроды) или высокоточной EIS.
Нужен ли бустер тока?
При токах > 400 мА: да. Типичные задачи, требующие бустера: электролиз, крупноформатные батареи, электроосаждение на большие площади. Для исследований в стандартных трёхэлектродных ячейках (объём 5-50 мл) 400 мА достаточно.
Совместим ли с вращающимся дисковым электродом (RDE)?
Да. NOVA поддерживает синхронизацию с контроллерами RDE (Pine Research, Metrohm Autolab RDE). Для RRDE (кольцо-диск): нужен биполярный модуль BA или второй потенциостат. PGSTAT204 + RDE - стандартная конфигурация для исследований электрокатализа.
Подходит ли для учебных лабораторий?
Да. PGSTAT204 компактен (19 x 26 x 12 см), прост в подключении (USB), ПО NOVA имеет готовые процедуры. Для чисто учебных целей можно рассмотреть PGSTAT101 (дешевле, USB-питание), но без EIS. Если EIS нужна в курсе - только PGSTAT204 или старше.
Дополнительные материалы
Коды для госзакупок
Возможные коды ОКПД2 для закупки данного оборудования по 44-ФЗ и 223-ФЗ. Выбор кода зависит от назначения и контекста закупки.
Коды КТРУ регулярно обновляются Минфином и зависят от конкретных характеристик закупаемого оборудования (автоматическое/полуавтоматическое, с охлаждением/без и т.д.). Актуальные коды КТРУ доступны только в Единой информационной системе закупок.
Информация о кодах ОКПД2 носит справочный характер. Коды приведены в качестве примера возможных вариантов классификации данного оборудования. Выбор кода, его соответствие нормативно-правовым актам и целесообразность применения определяются заказчиком самостоятельно. ООО «Спин Аналитика» не несёт ответственности за некорректное применение указанных кодов при осуществлении закупочных процедур.