Elektrochemie
Einführung
Die Elektrochemie spielt eine wichtige Rolle in verschiedenen Forschungsbereichen wie der organischen Chemie, der analytischen Chemie, den Biowissenschaften, den Ingenieurwissenschaften und den Materialwissenschaften. Die Forschung ist daher oft sehr interdisziplinär, und die Palette der verfügbaren Techniken und Messverfahren ist groß.
Datentypen
Konzeptionell besteht der wichtigste Datentyp in der Elektrochemie aus Zeitreihendaten, die grundlegende elektrische Parameter wie Spannung (Potenzial) und Strom (Stromdichte) einschließlich der Messzeit enthalten. Bei Wechselstromverfahren sind auch die Frequenz, die Impedanz und der Phasenwinkel von Bedeutung. Diese Daten werden am einfachsten als CSV gespeichert, sind aber oft nur in nicht standardisierten Dateiformaten verfügbar.
Um tiefere Einblicke in gemessene Ladungstransferprozesse und andere nicht messbare chemische Prozesse an Elektroden, in Elektrolyten oder an Grenzflächen zu erhalten, werden häufig zusätzliche Techniken wie IR-Spektroskopie, Massenspektrometrie oder Beugungsmethoden eingesetzt. Diese Daten werden häufig zusammen mit elektrochemischen Messungen gespeichert.
Darüber hinaus können Bildgebungsdaten durch rein elektrochemische Verfahren wie die elektrochemische Rastermikroskopie (SECM) oder indirekt durch die Kombination mit anderen Methoden wie der elektrochemischen Rastertunnelmikroskopie (STM) gewonnen werden. Die weitere Datenauswertung kann jede Art von Zeitreihendaten oder Bilddaten liefern.
ELNs und andere Tools
Für eine effiziente Datenverwaltung sollten die Werkzeuge auf Projekt- oder Gruppenebene auf der Grundlage der Arbeitsabläufe ausgewählt werden. Da Arbeitsabläufe oft methodenspezifisch sind, sollten Nutzungsrichtlinien und Metadatenvorlagen in einem Datenmanagementplan (DMP) definiert und dokumentiert werden. NFDI4Chem bietet eine auf die Chemie zugeschnittene RDMO-Vorlage.
Ein elektronisches Laborjournal (ELN) hilft bei der täglichen Planung und der strukturierten Dokumentation von Experimenten, und einige unterstützen auch die Verwaltung des Datenflusses. Für elektrochemische Daten müssen ELNs flexibel und anpassbar sein, um unterschiedlichen Forschungsanforderungen gerecht zu werden. Derzeit deckt kein ELN die spezifischen Anforderungen der Elektrochemie vollständig ab, so dass Forscher die Option wählen sollten, die am besten zu ihrem Aufgabenbereich passt.
Der ELN-Finder listet viele Optionen auf, und der Artikel über die Auswahl eines ELN bietet weitere Unterstützung. Allgemeine ELNs können mit dem Stichwort "Physikalische Chemie" gefunden werden:
Loading...Für bestimmte Bereiche, wie z. B. Elektrosynthese, könnte das Chemotion ELN eine geeignete Wahl sein. Die für andere Bereiche vorgestellten Tools könnten ebenfalls anwendbar sein.
Daten veröffentlichen
Die Veröffentlichung von Forschungsdaten, insbesondere von Daten, die Veröffentlichungen zugrunde liegen, ist wichtig für die Reproduzierbarkeit und Wiederverwendung. Forschungsdaten-Repositories unterstützen die FAIRe Veröffentlichung. Es gibt jedoch nur wenige Datenbanken speziell für elektrochemische Daten, wie z. B. BatteryArchive.org.
Herausforderungen
Gemeinsame Herausforderungen in der Elektrochemie und bei FAIR-Daten ergeben sich aus der großen Vielfalt an Teildisziplinen, Methoden und Datentypen, von denen viele noch keine Standards haben. Einige Gruppen haben lokale Arbeitsabläufe eingerichtet, aber eine breitere FAIR-Berichterstattung erfordert gemeinschaftsweite Initiativen wie Battery2030+ in verschiedenen Bereichen.