超電勢英文解釋翻譯、超電勢的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 overpotential; superpotential

分詞翻譯：

超的英語翻譯：

exceed; go beyond; overtake
【計】 hyperactive
【醫】 per-; ultra-

電勢的英語翻譯：

【化】 electric potential
【醫】 potential

專業解析

超電勢（Overpotential）的漢英詞典角度解釋

在電化學領域，“超電勢”（英文：Overpotential）是一個核心概念，指實際發生的電極反應電位與其熱力學平衡電位之間的偏差值。它是推動電化學反應以可觀測速率進行所必需的額外電壓。以下從專業角度詳細解釋其含義：

一、定義與本質

基本定義：
超電勢（η）是電極上實際電極電位（E）與理論平衡電位（Eeq）的差值，即：

$$ η = |E - E{eq}| $$

該值恒為正值，單位為伏特（V）。
物理意義：
超電勢反映了電化學反應過程中的動力學阻力。熱力學平衡電位僅表明反應的可能性，而實際反應需克服能量壁壘（如活化能），超電勢即為克服這些壁壘所需的額外驅動力。

二、産生原因與分類

根據阻力來源，超電勢分為三類：

活化超電勢（Activation Overpotential）：
由電極表面電化學反應本身的活化能壘引起，與反應物/生成物的吸附、脫附或電子轉移步驟相關。常見于涉及氣體析出（如H₂/O₂）的反應。

來源：電化學動力學經典理論（Butler-Volmer方程）。
濃度超電勢（Concentration Overpotential）：
因電極表面附近反應物濃度消耗或生成物積累導緻，使實際電位偏離平衡值。在高電流密度或擴散速率不足時顯著。

來源：Fick擴散定律與Nernst擴散層模型。
電阻超電勢（Resistance Overpotential）：
由電解液、電極材料或接觸點的歐姆電阻（IR）引起，服從歐姆定律（η = I × R）。

來源：電路基本理論。

三、重要性與應用

控制反應速率：
超電勢直接影響電極反應速度。根據塔菲爾公式（η = a + b log i），超電勢與電流密度（i）呈對數關系，是優化電解/電鍍效率的關鍵參數。
工業應用影響：
- 電解工業：降低超電勢可減少能耗（如氯堿工藝中需抑制析氧副反應）。
- 電池與燃料電池：超電勢導緻能量損失，是提升充放電效率的核心挑戰。
- 金屬腐蝕防護：通過極化曲線分析超電勢，可評估材料耐蝕性。

四、實驗測定與計算

超電勢可通過恒電流法或動電位掃描法（如線性掃描伏安法）測量。典型數據以極化曲線呈現，其中橫坐标為電流密度，縱坐标為電極電位，平衡電位與實測電位之差即為超電勢值。

權威參考文獻建議：

《電化學原理與應用》（李荻，北京航空航天大學出版社）
Bard & Faulkner《Electrochemical Methods》（Wiley, 第2版）
國際純粹與應用化學聯合會（IUPAC）定義：Gold Book - Overpotential

如需進一步驗證術語定義或機制細節，建議訪問學術數據庫（如ScienceDirect、SpringerLink）檢索關鍵詞“overpotential mechanism”或查閱電化學标準教材。

網絡擴展解釋

超電勢（又稱過電位）是電化學中的一個核心概念，指電極在實際工作狀态（有電流通過）下的電勢與理論可逆平衡電勢的差值。以下從定義、成因、分類及影響等方面詳細解釋：

1.定義與公式

超電勢（η）的數學表達式為： $$ η = |E{text{平衡}} - E{text{實際}}| $$ 其中：

(E_{text{平衡}}) 是可逆條件下的平衡電極電勢；
(E_{text{實際}}) 是電流通過時的實際電極電勢。

對于陽極和陰極，超電勢的正負定義不同：

陰極超電勢：(η{text{陰}} = E{text{平衡}} - E_{text{實際}})（實際電勢低于平衡值）；
陽極超電勢：(η{text{陽}} = E{text{實際}} - E_{text{平衡}})（實際電勢高于平衡值）。

2.成因與分類

超電勢主要由以下三種極化作用引起：

活化極化：電化學反應步驟的能壘導緻反應速率受限，需額外電勢驅動（例如氫氣析出時需克服吸附能）。
濃差極化：電極表面離子濃度與溶液本體不一緻，擴散速率不足引發電勢差（可通過攪拌或升溫緩解）。
電阻極化：電極表面形成氧化膜或氣體層（如氫氣吸附），增加電阻導緻電壓降。

3.實際影響

電解能耗：超電勢的存在使實際分解電壓高于理論值。例如，電解水時因氫/氧的超電勢需施加更高電壓。
反應選擇性：不同物質的超電勢差異可用于控制反應路徑。例如，鋅在稀硫酸中腐蝕緩慢，但加入銅形成微電池後反應加速，可能與超電勢變化有關。

4.實驗與理論意義

超電勢是衡量電極過程可逆性的關鍵參數，其大小與電流密度正相關。在燃料電池、金屬腐蝕等領域，降低超電勢對提高效率至關重要。例如，鍍鉑電極可顯著降低氫/氧反應的活化超電勢。

超電勢綜合反映了電極反應的動力學障礙，其研究對優化電化學系統（如電池、電解槽）性能具有重要指導意義。如需進一步了解分類公式或實驗數據，可參考中的活化超電位表。