
electrode; pole
【化】 electrode; pole
【醫】 electrode; rheophore
【化】 polarization
【醫】 polarization; polarize
電極極化(Electrode Polarization)是電化學領域的核心概念,指在外加電流作用下,電極表面電化學反應偏離熱力學平衡狀态的現象。根據反應方向不同,可分為陽極極化(陽極電位正向偏移)和陰極極化(陰極電位負向偏移)。這一現象由電荷轉移阻力、離子擴散限制等因素共同導緻。
從漢英詞典角度解析:
物理機制:當電流通過電極時,界面雙電層結構被打破,電荷積累引發過電位(overpotential)。根據Butler-Volmer方程,電流密度與過電位呈指數關系,數學表達為:
$$
i = i_0 left[ e^{frac{alpha nFeta}{RT}} - e^{-frac{(1-alpha)nFeta}{RT}} right]
$$
其中$i_0$為交換電流密度,$eta$為過電位,$alpha$為傳遞系數。
實際影響:
權威研究顯示,通過納米結構電極設計(例如多孔碳材料)可将極化效應降低40%以上。在燃料電池領域,美國能源部2024年技術報告指出,鉑基催化劑優化使氧還原反應的極化損失減少至0.15V。
電極極化是電化學中的重要現象,指當電流通過電極時,電極電位偏離其平衡電位的狀态。以下從多個角度綜合解釋:
極化産生的過電勢(η)是電池充放電效率降低的主因。例如,锂離子電池高倍率放電時,極化會導緻電壓驟降和能量損失()。
電極極化本質是電荷與物質傳輸失衡導緻的電位偏移,其類型和方向由反應動力學與傳質過程共同決定。理解極化對優化電池、電鍍等工業過程至關重要。更多細節可參考高權威性文獻(如-5)。
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