DEMS (denn Elektrochemie macht Spaß)

Mit der differentiellen elektrochemischen Massenspektrometrie (DEMS) können flüchtige Produkte einer elektrochemischen Reaktion on-line sowohl qualitativ wie auch quantitativ in-situ detektiert werden. Es ist ebenso möglich Adsorbate über ihre Desorptionsprodukte zu untersuchen. Beispielhaft hierfür ist in der Abbildung die kathodische Desorption von präadsorbiertem Benzen an Pt(332) gezeigt. Im oberen Teil ist die Stromspannungskurve (engl.: cyclic voltammogram, CV) dargestellt. Nach dem ersten kathodischen Durchlauf ist in den folgenden Zyklen zu erkennen, daß das CV dem der reinen Pt(332)-Oberfläche weitgehend gleicht. Dies läßt den Schluß zu, daß das Adsorbates nahezu vollständig desorbiert ist. In dem unteren Bereich der Abbildung ist das massenspektrometrische zyklische Voltammogramm (engl. : mass spectrometric cyclic voltammogram, MSCV) aufgetragen. Hier ist zu erkennen, daß das Benzen (m/z 78) bei etwa 170 mV desorbiert. Weiterhin wird unterhalb von 80 mV das Hydrierungsprodukt Cyclohexan detektiert. Unter Berücksichtigung der relativen Häufigkeit der Molekülfragmente ergibt sich ein Verhältnis von desorbiertem Benzen zu Cyclohexan von etwa 1 zu 4. Diese Ergebnisse geben Anlaß zu der Vermutung, daß die Stufendichte des Pt(332)-Einkristalls ausreichend für eine Elektrokatalyse der Hydrierung von adsorbiertem Benzen ist.

In unserer Arbeitsgruppe wird mittels DEMS vornehmlich die Adsorption organischer Modellsubstanzen an Einkristallen und, im Rahmen der Brennstoffzellenforschung, die Methanol- und Kohlenmonoxidoxidation an Einkristallen und an nanostrukturierten Katalysatoren untersucht.