Design and Fabrication of Ag / AgCl Reference Electrode Based on PDMS Conductive Composite Material

A vital part of any electrochemical sensing system is the reference electrode, which is a probe that is capable of measuring the potential on the solution side of an electrochemical interface. Ag/Agcl reference electrode is one kind of the most widely used among them. Common reference electrode is individually packaged and its volume is relatively large, which isn’t appropriate for microfludic systems. In microfluidic chips, electrochemical measurement is always challenging to realize, such as real-time monitoring of pH in micro-reactors.

 In this paper, we introduce a kind of Ag / AgCl reference electrode in microchips based on PDMS-based conductive composites. This conductive composite of good electrical conductivity was synthesized by PDMS and silver powders via uniformly mixing. Two chloride methods, electrolysis and chemical immersion, were selected to the sample compared with pure silver wire as a reference. Packaging thin film was fabricated by mixing agar with saturated Kcl gel. A three-electrode system was used to measure the potential of Ag/Agcl reference electrode.

 SEM pictures showed the surface profile of the reference electrode clearly. Here we demonstrate that electrolytic process and chemical immersion method both have great influence on the electrode surface. Fluffy and rough morphology increased the contact area between reference electrode and solution so as to improve the adequacy and accuracy of measurement.