Dedicated to Professor Dr. rer. nat. Hans-Jurgen Engell on the occasion of his 60th birthday
The passivity of nickel electrodes is investigated at high potentials in absence and presence of the inhibitor 2-pentyl-aminobenzimidazole (PAB). At high potentials, the electrode is covered by a thick film of NiOOH. Various states of the 3-valent oxide film can be distinguished: Without inhibitor (30), with an outer layer of inhibitor (3out), with an almost constant concentration profile in the total film (3tot) and a concentration gradient of inhibitor in the film caused by diffusion (3diff). Under steady state conditions, the films 30, 3out and 3tot can be distinguished by the rate of anodic oxygen evolution, and the electrode capacity. Moreover, the reduction and reoxidation capacity of the electrode decreases from 30 to 3out and 3tot. If the film 30 is reduced and reoxidized in presence of PAB, the redox capacity decreases simultaneously with the electrode capacity due to the formation of 3diff. The role of the inhibitor is due to the formation of a thick polymer film on top of the oxide as well as to the formation of a nickel hydroxideiPAB complex. The outer polymer film has a good proton conductivity and presumably a good electron conductivity. It is concluded that the anodic oxygen evolution takes place at the inner boundary between the oxide and PAB film. The inhibition of local corrosion i s probably due to formation of the outer polymer film. XPS measurements veqify the expected concentration profiles of PAB in the oxide and on top of it. The PAB-film contains a lot of water, and within the passive film PAB causes a substitution of 0'-by OH-.
Die Passivitat von Nickelelektroden wurde in An-und Abwesenheit des Inhibitors 2-Pentyl-Aminobenzimidazol (PAB) untersucht. Bei hohen Potentialen ist die Elektrode mit einem dicken Film von NiOOH bedeckt. Verschiedene Zustande des 3-wertigen Oxidfilrnes kiinnen unterschieden werden: ohne Inhibitor (30), mit einer aul3eren Schicht des Inhibitors (3out), mit einem fast konstanten Konzentrationsprofil im gesamten Film (3tot) und mit einem diffusionsbedingten Konzentrationsgradienten des Inhibitors im Film (3diff).
Unter stationaren Bedingungen konnen die Filme 30, 3out und 3tot durch die Geschwindigkeit der anodischen Sauerstoffentwicklung und die Elektrodenkapazitat unterschieden werden. Dariiberhinaus nimmt die Reduktionsund Reoxidationskapazitat der Elektrode von 30 uber 3out zu 3tot ab.
Wenn der Film 30 in Gegenwart von PAB reduziert und reoxidiert wird, sinkt die Redoxkapazitat ebenso wie die Elektrodenkapazitat wegen einer Bildung von 3diff. Die Wirkungsweise des Inhibitors wird sowohl der Bildung eines dicken Polymcrfilmes auf dem Oxid als auch eines NickelhydroxidPAB-Komplexes zugeschrieben. Der aul3ere Polymerfilm hat eine gute Protonenleitfahigkeit und ist vermutlich elektronenleitend. Die anodische Sauerstoffentwicklung findet an der inneren Phasengrenze zwischen Oxid-und PAB-Film statt.
Die Inhibition der lokalen Korrosion ist vermutlich der Bildung des auReren Polymerfilmes zuzuschreiben. XPS-Untersuchungen beweisen die angenommenen Konzentrationsprofile von PAB in und auf dem Oxid.
Der PAB-Film enthalt vie1 Wasser; innerhalb des Passivfilmcs fiihrt PAB zu einer Substitution von 0'-durch OH-.