氫過電位英文解釋翻譯、氫過電位的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯：
【化】 hydrogen overpotential
分詞翻譯：
氫的英語翻譯：
hydrogen
【醫】 H; hydr-; hydro-; hydrogen; light hydrogen
過電位的英語翻譯：
【電】 overpotential
專業解析
氫過電位（Hydrogen Overpotential）是指在實際電解過程中，為使氫離子在電極上發生還原反應（析氫反應）生成氫氣，所需施加的電位與該電極上氫的理論平衡電位之間的差值。這一現象本質上是由于電極動力學因素導緻的能量壁壘，使得實際析氫電位必須高于熱力學平衡電位才能發生持續反應。
一、中英術語對照與核心定義
二、物理意義與成因
氫過電位反映了析氫反應的動力學障礙。其産生主要源于以下步驟的能壘：
- 電化學步驟：氫離子（H⁺）在電極表面得電子形成吸附氫原子（Hₐdₛ）：
$$ ce{H+ + e^- -> H_{ad}} $$
- 複合脫附或電化學脫附：吸附氫原子結合為氫氣分子（(ce{2H{ad} -> H2})）或直接電化學脫附（(ce{H{ad} + H+ + e^- -> H2})）。
這些步驟的緩慢動力學導緻需額外電壓驅動反應，形成過電位。
三、關鍵影響因素
- 電極材料：
- 高過電位材料（如汞、鉛）：抑制析氫，用于電解制備活潑金屬（如鈉）。
- 低過電位材料（如鉑、钯）：促進析氫，常用于燃料電池催化劑。
- 電流密度：過電位隨電流密度增大而升高，符合塔菲爾公式（Tafel Equation）：
$$ eta_{text{H}} = a + b log i $$
其中 (a) 和 (b) 為電極特性常數。
- 溶液組成：pH值、電解質濃度及添加劑影響反應路徑和過電位值。
四、應用與意義
- 電解工業：通過選用高氫過電位電極（如汞陰極）防止副反應，提高金屬電解純度。
- 腐蝕防護：高氫過電位可減緩金屬腐蝕中的析氫反應。
- 能源技術：低氫過電位材料是高效電解水制氫和燃料電池的核心。
參考文獻
- Bard, A. J.; Faulkner, L. R. Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications (2nd ed.). Wiley, 2001. (Chapter 2: Kinetics of Electrode Reactions)
- International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC). Compendium of Chemical Terminology ("Gold Book"): "Overpotential" definition. IUPAC Gold Book
- 查全性，《電極過程動力學導論》（第三版），科學出版社，2002.（第四章：氫過電位與析氫反應）
網絡擴展解釋
氫過電位（析氫過電位）是電化學中的一個重要概念，具體解釋如下：
1. 定義
氫過電位指在電解過程中，陰極實際析出氫氣的電位比理論析氫電位更負（更低）的現象。例如，在酸性溶液中理論析氫電位應為0 V（相對于标準氫電極），但實際反應中可能需要-0.5 V才能觀察到明顯氫氣析出。
2. 産生原因
主要源于電極極化效應，包括：
- 活化極化：氫離子在電極表面吸附、電子轉移等步驟存在能壘
- 濃度極化：電極表面氫離子濃度低于溶液本體濃度
3. 影響因素
- 電極材料：不同金屬的塔菲爾常數差異顯著（如Pb=1.56，Hg=1.41，Zn=1.24）
- 電流密度：電流越大過電位越高（符合塔菲爾方程 $eta = a + b log j$）
- 溶液性質：pH值、離子濃度和溫度均會影響
4. 應用意義
- 金屬腐蝕：低氫過電位金屬（如Fe）在酸性環境中易發生析氫腐蝕
- 電解工業：選擇高氫過電位電極（如汞）可抑制析氫副反應
- 燃料電池：降低過電位能提升析氫反應（HER）效率
可通過LSV曲線測定過電位，計算時需以平衡電位為基準，測量實際析氫起始電位的偏移量。該參數對能源轉換和防腐蝕技術研發具有指導作用。
分類
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
别人正在浏覽...
【别人正在浏覽】
