Passivity of Nickel electrodes in presence of the inhibitor PAB

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 (3o), 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 3o, 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 3o to 3out and 3tot. If the film 3o 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 hydroxide/PAB 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 is probably due to formation of the outer polymer film. XPS measurements verify 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 O2− by OH−. Die Passivitat von Nickel-Elektroden in Gegenwart des Inhibitors PAB 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 Oxidfilmes konnen unterschieden werden: ohne Inhibitor (3o), mit einer auseren 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 3o, 3out und 3tot durch die Geschwindigkeit der anodischen Sauerstoffentwicklung und die Elektrodenkapazitat unterschieden werden. Daruberhinaus nimmt die Reduktions- und Reoxidationskapazitat der Elektrode von 3o uber 3out zu 3tot ab. Wenn der Film 3o 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 Polymerfilmes auf dem Oxid als auch eines Nickelhydroxid/PAB-Komplexes zugeschrieben. Der ausere 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 auseren Polymerfilmes zuzuschreiben. XPS-Untersuchungen beweisen die angenommenen Konzentrationsprofile von PAB in und auf dem Oxid. Der PAB-Film enthalt viel Wasser; innerhalb des Passivfilmes fuhrt PAB zu einer Substitution von O2− durch OH−.