Électrochimie bipolaire

L’électrochimie bipolaire est un phénomène basé sur la polarisation d’objets conducteurs dans des champs électriques. Cette polarisation cause dans le cas idéal entre les extrémités de l’objet une différence de potentiel égale à la valeur du champ électrique multiplié par la taille de l’objet. Si cette différence de potentiel est assez importante, des réactions d'oxydoréduction peuvent se déclencher aux extrémités de l’objet : les réactions d’oxydation vont se dérouler à une extrémité et les réactions de réduction à l’autre extrémité[1]^,[2].

Concept de l'électrochimie bipolaire

Utilisations

Le phénomène d’électrochimie bipolaire est connu depuis plusieurs dizaines d’années et est utilisé dans l’industrie dans certains réacteurs électrolytiques. Néanmoins, l’intérêt pour ce phénomène par la communauté scientifique semble augmenter considérablement depuis que Martin Fleischmann et ses collaborateurs ont montré qu’il était possible de réaliser l’électrolyse de l'eau avec des électrodes bipolaires de tailles micrométrique[3]. Depuis, de nombreuses applications dans des domaines tels que la synthèse de micro- et nano-structures dissymétriques[4]^,[5], la chimie analytique[6]^,[7]^,[8], la science des matériaux[9], l’élaboration de circuits électroniques[10] ainsi que la propulsion de microobjets[11]^,[12] ont été développées.

Références

(en) G. Loget et A. Kuhn, « Shaping and exploring the micro- and nanoworld using bipolar electrochemistry », Anal. Bioanal. Chem., vol. 400, n^o 6,‎ juin 2011, p. 1691-1704 (ISSN 1618-2642 et 1618-2650, DOI 10.1007/s00216-011-4862-1)
(en) F. Mavré, R. K. Anand et al., « Bipolar electrodes: A Useful tool for concentration, separation, and detection of analytes in microelectrochemical systems », Anal. Chem., vol. 82, n^o 21,‎ novembre 2010, p. 8766-8774 (ISSN 0003-2700 et 1520-6882, DOI 10.1021/ac101262v)
(en) M. Fleischmann, J. Ghoroghchian et al., « Electrochemical behavior of dispersions of spherical ultramicroelectrodes », J. Phys. Chem., vol. 90, n^o 23,‎ novembre 1986, p. 6392-6400 (ISSN 0022-3654, DOI 10.1021/j100281a065)
(en) G. Loget, V. Lapeyre et al., « Versatile procedure for synthesis of Janus-type carbon tubes », Chem. Mater., vol. 23, n^o 10,‎ mai 2011, p. 2595–2599 (ISSN 0897-4756 et 1520-5002, DOI 10.1021/cm2001573)
(en) C. Warakulwit, T. Nguyen et al., « Dissymmetric carbon nanotubes by bipolar electrochemistry », Nano Lett., vol. 8, n^o 2,‎ février 2008, p. 500–504 (ISSN 1530-6984 et 1530-6992, DOI 10.1021/nl072652s)
(en) K.-F. Chow, B.-Y. Chang et al., « A sensing platform based on electrodissolution of a Ag bipolar electrode », J. Am. Chem. Soc., vol. 132, n^o 27,‎ juillet 2010, p. 9228–9229 (ISSN 0002-7863 et 1520-5126, DOI 10.1021/ja103715u)
(en) D. Hlushkou, R. K. Perdue et al., « Electric field gradient focusing in microchannels with embedded bipolar electrode », Lab. Chip, vol. 9, n^o 13,‎ juillet 2009, p. 1903-1913 (ISSN 1473-0197 et 1473-0189, DOI 10.1039/B822404H)
(en) C. Ulrich, O. Andersson et al., « Potential and current density distributions at electrodes intended for bipolar patterning », Anal. Chem., vol. 81, n^o 1,‎ janvier 2009, p. 453-459 (ISSN 0003-2700 et 1520-6882, DOI 10.1021/ac101262v)
(en) S. Ramakrishnan et C. Shannon, « Display of solid-state materials using bipolar electrochemistry », Langmuir, vol. 26, n^o 7,‎ avril 2010, p. 4602–4606 (ISSN 0743-7463 et 1520-5827, DOI 10.1021/la100292u)
(en) J.-C. Bradley, H.-M. Chen et al., « Creating electrical contacts between metal particles using directed electrochemical growth », Nature, vol. 389, n^o 6648,‎ septembre 1997, p. 268-271 (ISSN 0028-0836 et 1476-4687, DOI 10.1038/38464)
(en) G. Loget et A. Kuhn, « Propulsion of microobjects by dynamic bipolar self-regeneration », J. Am. Chem. Soc., vol. 132, n^o 45,‎ novembre 2010, p. 15918–15919 (ISSN 0002-7863 et 1520-5126, DOI 10.1021/ja107644x)
(en) G. Loget et A. Kuhn, « Electric field-induced chemical locomotion of conducting objects », Nat. Commun., vol. 2,‎ novembre 2011, p. 535 (ISSN 2041-1723, DOI 10.1038/ncomms1550)

(en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Bipolar electrochemistry » (voir la liste des auteurs).

Portail de l’électricité et de l’électronique
Portail de la chimie

Cet article est issu de Wikipedia. Le texte est sous licence Creative Commons - Attribution - Partage dans les Mêmes. Des conditions supplémentaires peuvent s'appliquer aux fichiers multimédias.

[1] (en) G. Loget et A. Kuhn, « Shaping and exploring the micro- and nanoworld using bipolar electrochemistry », Anal. Bioanal. Chem., vol. 400, n^o 6,‎ juin 2011, p. 1691-1704 (ISSN 1618-2642 et 1618-2650, DOI 10.1007/s00216-011-4862-1)

[2] (en) F. Mavré, R. K. Anand et al., « Bipolar electrodes: A Useful tool for concentration, separation, and detection of analytes in microelectrochemical systems », Anal. Chem., vol. 82, n^o 21,‎ novembre 2010, p. 8766-8774 (ISSN 0003-2700 et 1520-6882, DOI 10.1021/ac101262v)

[3] (en) M. Fleischmann, J. Ghoroghchian et al., « Electrochemical behavior of dispersions of spherical ultramicroelectrodes », J. Phys. Chem., vol. 90, n^o 23,‎ novembre 1986, p. 6392-6400 (ISSN 0022-3654, DOI 10.1021/j100281a065)

[4] (en) G. Loget, V. Lapeyre et al., « Versatile procedure for synthesis of Janus-type carbon tubes », Chem. Mater., vol. 23, n^o 10,‎ mai 2011, p. 2595–2599 (ISSN 0897-4756 et 1520-5002, DOI 10.1021/cm2001573)

[5] (en) C. Warakulwit, T. Nguyen et al., « Dissymmetric carbon nanotubes by bipolar electrochemistry », Nano Lett., vol. 8, n^o 2,‎ février 2008, p. 500–504 (ISSN 1530-6984 et 1530-6992, DOI 10.1021/nl072652s)

[6] (en) K.-F. Chow, B.-Y. Chang et al., « A sensing platform based on electrodissolution of a Ag bipolar electrode », J. Am. Chem. Soc., vol. 132, n^o 27,‎ juillet 2010, p. 9228–9229 (ISSN 0002-7863 et 1520-5126, DOI 10.1021/ja103715u)

[7] (en) D. Hlushkou, R. K. Perdue et al., « Electric field gradient focusing in microchannels with embedded bipolar electrode », Lab. Chip, vol. 9, n^o 13,‎ juillet 2009, p. 1903-1913 (ISSN 1473-0197 et 1473-0189, DOI 10.1039/B822404H)

[8] (en) C. Ulrich, O. Andersson et al., « Potential and current density distributions at electrodes intended for bipolar patterning », Anal. Chem., vol. 81, n^o 1,‎ janvier 2009, p. 453-459 (ISSN 0003-2700 et 1520-6882, DOI 10.1021/ac101262v)

[9] (en) S. Ramakrishnan et C. Shannon, « Display of solid-state materials using bipolar electrochemistry », Langmuir, vol. 26, n^o 7,‎ avril 2010, p. 4602–4606 (ISSN 0743-7463 et 1520-5827, DOI 10.1021/la100292u)

[10] (en) J.-C. Bradley, H.-M. Chen et al., « Creating electrical contacts between metal particles using directed electrochemical growth », Nature, vol. 389, n^o 6648,‎ septembre 1997, p. 268-271 (ISSN 0028-0836 et 1476-4687, DOI 10.1038/38464)

[11] (en) G. Loget et A. Kuhn, « Propulsion of microobjects by dynamic bipolar self-regeneration », J. Am. Chem. Soc., vol. 132, n^o 45,‎ novembre 2010, p. 15918–15919 (ISSN 0002-7863 et 1520-5126, DOI 10.1021/ja107644x)

[12] (en) G. Loget et A. Kuhn, « Electric field-induced chemical locomotion of conducting objects », Nat. Commun., vol. 2,‎ novembre 2011, p. 535 (ISSN 2041-1723, DOI 10.1038/ncomms1550)