疏水气体电极英文解释翻译、疏水气体电极的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 hydrophobic gas electrode

分词翻译：

疏水的英语翻译：

【化】 drain(age)

气体电极的英语翻译：

【化】 gas electrode

专业解析

疏水气体电极（Hydrophobic Gas Diffusion Electrode）是电化学系统中一种特殊设计的电极，其核心功能是促进气态反应物（如氧气、氢气）在电极表面的扩散与电化学反应，同时防止液态电解质渗透电极结构。该电极在燃料电池、金属-空气电池及电化学传感器等领域应用广泛。

一、术语定义与结构特性

汉英对照：

疏水（Hydrophobic）：指材料排斥水分的特性，确保电极内部气相通道畅通。
气体电极（Gas Diffusion Electrode）：通过多孔结构实现气体扩散至反应界面的电极。

典型结构：

气体扩散层（GDL）：由疏水性材料（如聚四氟乙烯PTFE处理的碳纸或碳布）构成，形成气体传输通道并阻隔电解质。
催化层：负载催化剂（如铂、银）的多孔层，位于GDL与电解质之间，提供电化学反应活性位点。
集流体：导电基底（如钛网），收集电流并支撑电极结构。

二、功能原理与核心优势

三相界面反应：

电极内部形成“气-液-固”三相界面，气体在催化层溶解后发生还原/氧化反应。例如在燃料电池中：

$$ce{O2 + 4H+ + 4e- -> 2H2O}$$

疏水性维持气相连续，避免孔隙被电解质阻塞，确保反应气体持续供应。

关键性能指标：

高气体渗透性：微米级孔隙结构优化气体传质效率。
低电解液渗透：PTFE涂层（通常占比20–40%）提供疏水屏障。
稳定性：耐腐蚀材料保障电极在强酸/碱环境中的长期运行。

三、应用场景

燃料电池阴极：加速氧气还原反应（ORR），提升能量转换效率。
锌-空气电池：作为空气阴极，催化空气中的氧气参与放电过程。
电化学合成：用于氯碱工业中氯气生成或二氧化碳电还原反应。

权威参考来源：

电化学工程基础（Principles of Electrochemical Engineering）, 王保国, 清华大学出版社.
燃料电池系统：设计与应用（Fuel Cell Systems Explained）, J. Larminie et al., Wiley.
《电化学》期刊, "气体扩散电极在能源转换中的进展", 2023年综述.

网络扩展解释

疏水气体电极是一种特殊设计的气体扩散电极，主要用于电化学系统中（如燃料电池、金属空气电池等），其核心特点是利用疏水材料构建稳定的气-液-固三相反应界面。以下是详细解释：

1. 定义与结构

疏水气体电极由疏水层（防水透气层）、导电网（集流体）和催化层组成。

疏水层：通常采用聚四氟乙烯（PTFE）等材料，具有微孔结构，允许气体透过但阻止电解质溶液渗漏，维持气孔与液孔的动态平衡。
催化层：包含催化剂（如铂黑）和导电材料，提供电化学反应活性位点。

2. 疏水层的作用

透气防水：气体（如氧气、氢气）可自由通过，同时防止液态电解质淹没反应区，确保三相界面的稳定性。
微孔调控：通过疏水材料的润湿角变化，动态分配气孔和液孔的比例，优化反应效率。

3. 工作原理

在电化学反应中，气体（如氧气）通过疏水层到达催化层表面，与电解质中的离子（如氢离子）及电子在催化剂表面发生反应，形成电流。疏水特性避免了电解质过量渗透，确保反应区集中在气-液-固三相界面。

4. 应用场景

燃料电池：作为阴极或阳极，促进氧气还原或氢气氧化反应。
金属空气电池：用于氧气还原反应，提升电池能量密度。

与其他电极的区别

与普通气体电极相比，疏水气体电极通过疏水材料和多层结构设计，解决了传统电极易被电解质淹没的问题，显著延长了使用寿命和反应效率。

如需进一步了解技术细节，可参考完整内容。