
electrode; pole
【化】 electrode; pole
【医】 electrode; rheophore
【化】 polarization
【医】 polarization; polarize
电极极化(Electrode Polarization)是电化学领域的核心概念,指在外加电流作用下,电极表面电化学反应偏离热力学平衡状态的现象。根据反应方向不同,可分为阳极极化(阳极电位正向偏移)和阴极极化(阴极电位负向偏移)。这一现象由电荷转移阻力、离子扩散限制等因素共同导致。
从汉英词典角度解析:
物理机制:当电流通过电极时,界面双电层结构被打破,电荷积累引发过电位(overpotential)。根据Butler-Volmer方程,电流密度与过电位呈指数关系,数学表达为:
$$
i = i_0 left[ e^{frac{alpha nFeta}{RT}} - e^{-frac{(1-alpha)nFeta}{RT}} right]
$$
其中$i_0$为交换电流密度,$eta$为过电位,$alpha$为传递系数。
实际影响:
权威研究显示,通过纳米结构电极设计(例如多孔碳材料)可将极化效应降低40%以上。在燃料电池领域,美国能源部2024年技术报告指出,铂基催化剂优化使氧还原反应的极化损失减少至0.15V。
电极极化是电化学中的重要现象,指当电流通过电极时,电极电位偏离其平衡电位的状态。以下从多个角度综合解释:
极化产生的过电势(η)是电池充放电效率降低的主因。例如,锂离子电池高倍率放电时,极化会导致电压骤降和能量损失()。
电极极化本质是电荷与物质传输失衡导致的电位偏移,其类型和方向由反应动力学与传质过程共同决定。理解极化对优化电池、电镀等工业过程至关重要。更多细节可参考高权威性文献(如-5)。
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