Voltammetrie bezeichnet eine Gruppe elektrochemischer Methoden, bei denen der Stromfluss als Funktion eines kontrolliert angelegten Potentials gemessen wird. Im Kontext von Werkstoffen liefert sie zentrale Informationen zu Redoxreaktionen, Kinetik, Diffusion und Stabilität von Elektrodenmaterialien, Elektrolyten und Beschichtungen.

Typischerweise wird ein Drei-Elektroden-Aufbau verwendet (Arbeits-, Referenz- und Gegenelektrode). Durch definierte Potentialverläufe – linear, stufenförmig oder zyklisch – lassen sich unterschiedliche voltammetrische Techniken realisieren. Die Strom-Potential-Kurve (Voltammogramm) erlaubt die Bestimmung von Redoxpotentialen, Austauschstromdichten, Ladungsübertragungskoeffizienten sowie Diffusionskoeffizienten.

In der zyklischen Voltammetrie (CV) wird das Potential zwischen zwei Grenzwerten hin- und hergescannt. Aus Peakströmen, Peakpotentialen und deren Abhängigkeit von der Scanrate lassen sich Mechanismen (reversibel, quasi-reversibel, irreversibel) und gekoppelte chemische Reaktionen ableiten. Mikroelektroden-Voltammetrie erweitert diesen Ansatz auf Elektroden mit mikroskopischen Abmessungen, was stationäre Strömungsregime, hohe Zeitauflösung und Untersuchungen in Medien mit geringer Leitfähigkeit (z. B. Festkörperelektrolyte, Polymermatrizen) ermöglicht.

In der Werkstoffforschung wird Voltammetrie unter anderem zur Analyse von Korrosionsprozessen, zur Charakterisierung von Batterie- und Superkondensatormaterialien, zur Untersuchung von Dünnfilmen, Passivschichten und funktionalen Oberflächen eingesetzt. Die Kombination voltammetrischer Daten mit komplementären Methoden (z. B. Impedanzspektroskopie, Oberflächenanalytik) ist entscheidend, um elektrochemische Struktur-Eigenschafts-Beziehungen von Werkstoffen quantitativ zu erfassen.