Untersuchung von leitfähigem CVD-Diamant als Elektrodenmaterial für elektrochemische Anwendungen

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Durch Bordotierung lassen sich Diamantschichten mit spezifischen Leitfähigkeiten bis 100 (Wcm)-1 herstellen. In ersten Untersuchungen sind diese Schichten elektrochemisch charakterisiert worden. Neben der chemischen Beständigkeit des Diamant ist für elektrochemische Anwendungen vor allem der große Überspannungsbereich in wäßrigen Elektrolyten von Interesse. Bisher ist keine systematische Untersuchung der Zusammenhänge zwischen den Herstellungsparametern für die Diamantschichten, ihrem strukturellem Aufbau und ihren elektrochemischen Eigenschaften durchgeführt worden. In ersten eigenen Vorarbeiten wie auch in Publikationen anderer Arbeitsgruppen hat sich gezeigt, daß die Kinetik des Elektronenübergangs an Diamantelektroden und damit die Überspannung elektrochemischer Reaktionen durch den Grad der Bordotierung, den Anteil an graphitischen Phasen und die Elektrolyttemperatur stark beeinflußt wird. Damit eröffnet sich die Möglichkeit, die elektrochemischen Eigenschaften von Diamantelektroden durch die Variation der Herstellungsbedingungen, durch die sich Art und Konzentration des Dotierstoffs sowie der Anteil an sp2-gebundenem, bzw. amorph vernetztem Kohlenstoff kontrolliert einstellen lassen, gezielt zu beeinflussen. Um potentielle Einsatzgebiete von Diamantelektroden im Vorfeld zu definieren und um Diamantelektroden mit den jeweils erforderlichen Eigenschaften zu erhalten, ist es notwendig, die grundlegenden Zusammenhänge zwischen den elektrochemischen Eigenschaften und den strukturellen Eigenschaften der Diamantbeschichtungen aufzuklären. Die Kenntnis dieser Zusammenhänge verspricht die Möglichkeit, für bestimmte elektrochemische Reaktionen speziell angepaßte Diamantelektroden zu entwickeln.