
【化】 charge-transfer overpotential
change; move
be at a high pitch; exceed; get over
【醫】 trans-
【化】 overpotential; superpotential
遷越超電勢(Charge Transfer Overpotential)是電化學極化現象的核心表征參數,指電極反應中電荷跨越雙電層界面時,因活化能障礙引起的實際電勢與平衡電勢的差值。該術語在《電化學詞典(漢英對照)》(科學出版社)中被定義為"activation overpotential",特指電子轉移步驟的動力學阻力導緻的額外電壓需求。
其形成機制遵循Butler-Volmer動力學方程: $$ i = i_0left[e^{frac{alpha nFeta}{RT}} - e^{-frac{(1-alpha)nFeta}{RT}}right] $$ 式中η即為遷越超電勢,與交換電流密度i₀成反比關系。該模型在《電化學方法:原理與應用》(Allen J. Bard著)第3章有詳細推導。
主要影響因素包括:
在電解工業中,遷越超電勢直接影響氯堿工藝的能耗效率(《現代電化學工程基礎》,查全性著)。氫析出反應在汞電極上的高超電勢現象,正是工業制堿隔膜法的重要理論基礎。
遷越超電勢是電化學中描述電荷轉移過程中能量損耗的重要概念,其定義和特點如下:
遷越超電勢(Charge-transfer Overpotential)指電荷在電極金屬與溶液界面遷移時,因活化能障礙導緻的額外電勢差。它屬于超電勢的一種,反映電荷跨越相界面的動力學阻力。
類型 | 産生機制 | 典型場景 |
---|---|---|
遷越超電勢 | 電荷跨越界面時的活化能障礙 | 電解水制氫的析氧反應 |
擴散超電勢 | 反應物/産物擴散速率不足 | 高電流密度下的濃差極化 |
反應超電勢 | 伴隨的化學反應速率緩慢 | 涉及中間産物的複雜反應 |
根據公式,遷越超電勢可通過塔菲爾方程表示: $$ η = a + b cdot ln(j) $$ 其中:
遷越超電勢直接決定電化學裝置的能耗效率。例如在燃料電池中,降低遷越超電勢可減少能量損失,提升輸出功率。工業電解槽常通過優化電極材料(如使用鉑催化劑)或表面納米化處理來減小此類超電勢。
如需進一步了解遷越過程的分子機制,可參考電化學動力學理論中的巴特勒-福爾默方程(Butler-Volmer Equation)。
保留陣列本期營業收入變形開裂不變操作成本與市價孰低估價法粉晶個人減稅構形相互作用光學純度鼓室舌骨弓的灰核茴香子絞窄機器小時标準肌自身收縮性立體聲接收氯酚紅毛内癬菌麻油酚猛噴井膜蒸餾耐急冷急熱性萘氧基旗子全退火舌系帶十八碳烯-13-酸水渠糖尿