超电势英文解释翻译、超电势的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 overpotential; superpotential

分词翻译：

超的英语翻译：

exceed; go beyond; overtake
【计】 hyperactive
【医】 per-; ultra-

电势的英语翻译：

【化】 electric potential
【医】 potential

专业解析

超电势（Overpotential）的汉英词典角度解释

在电化学领域，“超电势”（英文：Overpotential）是一个核心概念，指实际发生的电极反应电位与其热力学平衡电位之间的偏差值。它是推动电化学反应以可观测速率进行所必需的额外电压。以下从专业角度详细解释其含义：

一、定义与本质

基本定义：
超电势（η）是电极上实际电极电位（E）与理论平衡电位（Eeq）的差值，即：

$$ η = |E - E{eq}| $$

该值恒为正值，单位为伏特（V）。
物理意义：
超电势反映了电化学反应过程中的动力学阻力。热力学平衡电位仅表明反应的可能性，而实际反应需克服能量壁垒（如活化能），超电势即为克服这些壁垒所需的额外驱动力。

二、产生原因与分类

根据阻力来源，超电势分为三类：

活化超电势（Activation Overpotential）：
由电极表面电化学反应本身的活化能垒引起，与反应物/生成物的吸附、脱附或电子转移步骤相关。常见于涉及气体析出（如H₂/O₂）的反应。

来源：电化学动力学经典理论（Butler-Volmer方程）。
浓度超电势（Concentration Overpotential）：
因电极表面附近反应物浓度消耗或生成物积累导致，使实际电位偏离平衡值。在高电流密度或扩散速率不足时显著。

来源：Fick扩散定律与Nernst扩散层模型。
电阻超电势（Resistance Overpotential）：
由电解液、电极材料或接触点的欧姆电阻（IR）引起，服从欧姆定律（η = I × R）。

来源：电路基本理论。

三、重要性与应用

控制反应速率：
超电势直接影响电极反应速度。根据塔菲尔公式（η = a + b log i），超电势与电流密度（i）呈对数关系，是优化电解/电镀效率的关键参数。
工业应用影响：
- 电解工业：降低超电势可减少能耗（如氯碱工艺中需抑制析氧副反应）。
- 电池与燃料电池：超电势导致能量损失，是提升充放电效率的核心挑战。
- 金属腐蚀防护：通过极化曲线分析超电势，可评估材料耐蚀性。

四、实验测定与计算

超电势可通过恒电流法或动电位扫描法（如线性扫描伏安法）测量。典型数据以极化曲线呈现，其中横坐标为电流密度，纵坐标为电极电位，平衡电位与实测电位之差即为超电势值。

权威参考文献建议：

《电化学原理与应用》（李荻，北京航空航天大学出版社）
Bard & Faulkner《Electrochemical Methods》（Wiley, 第2版）
国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）定义：Gold Book - Overpotential

如需进一步验证术语定义或机制细节，建议访问学术数据库（如ScienceDirect、SpringerLink）检索关键词“overpotential mechanism”或查阅电化学标准教材。

网络扩展解释

超电势（又称过电位）是电化学中的一个核心概念，指电极在实际工作状态（有电流通过）下的电势与理论可逆平衡电势的差值。以下从定义、成因、分类及影响等方面详细解释：

1.定义与公式

超电势（η）的数学表达式为： $$ η = |E{text{平衡}} - E{text{实际}}| $$ 其中：

(E_{text{平衡}}) 是可逆条件下的平衡电极电势；
(E_{text{实际}}) 是电流通过时的实际电极电势。

对于阳极和阴极，超电势的正负定义不同：

阴极超电势：(η{text{阴}} = E{text{平衡}} - E_{text{实际}})（实际电势低于平衡值）；
阳极超电势：(η{text{阳}} = E{text{实际}} - E_{text{平衡}})（实际电势高于平衡值）。

2.成因与分类

超电势主要由以下三种极化作用引起：

活化极化：电化学反应步骤的能垒导致反应速率受限，需额外电势驱动（例如氢气析出时需克服吸附能）。
浓差极化：电极表面离子浓度与溶液本体不一致，扩散速率不足引发电势差（可通过搅拌或升温缓解）。
电阻极化：电极表面形成氧化膜或气体层（如氢气吸附），增加电阻导致电压降。

3.实际影响

电解能耗：超电势的存在使实际分解电压高于理论值。例如，电解水时因氢/氧的超电势需施加更高电压。
反应选择性：不同物质的超电势差异可用于控制反应路径。例如，锌在稀硫酸中腐蚀缓慢，但加入铜形成微电池后反应加速，可能与超电势变化有关。

4.实验与理论意义

超电势是衡量电极过程可逆性的关键参数，其大小与电流密度正相关。在燃料电池、金属腐蚀等领域，降低超电势对提高效率至关重要。例如，镀铂电极可显著降低氢/氧反应的活化超电势。

超电势综合反映了电极反应的动力学障碍，其研究对优化电化学系统（如电池、电解槽）性能具有重要指导意义。如需进一步了解分类公式或实验数据，可参考中的活化超电位表。