什么是析氢过电位,和析氧过电位,有什么用

rcs是什么意思2023-04-26  45

就是说,实际的电极反应在进行的时候,会发生阴极电位比理论值低,阳极电位比理论值高的情况,这就叫做过电位.如果阴极析出的是氢气,就叫析氢过电位,析氧过电位也一样.过电位是由于电极的极化而产生的,就是说实际的电极反应已经偏离了理想的电极反应.

析氢过电位(一定程度上)可以用塔菲尔常数衡量,塔菲尔常数越大,过电位越大.常见金属塔菲尔常数较大的有Pb156,Hg141,Zn124,Sn120等.

详细的东西我分两部分讲。

A电化学有一个很有名的方程叫Nernst(能斯特)方程,大意是电极的电位与电极周围的离子浓度有关,氧化形式的离子浓度越高,或还原形式的离子浓度越低,则电极的电位就越高,反之亦然。

B实际的电极在工作过程中,会发生偏离理想电极模型的情况,这就叫极化。电极的极化有两种:

1浓差极化。由于实际电极反应要消耗附近的溶液的溶质(这是理想电极不考虑的),造成浓度下降,而溶液的浓度扩散不及时,导致电极周围溶液浓度下降。对析氢电极(阴极),是氧化态浓度下降;对析氧电极(阳极),是还原态浓度下降。于是由Nernst方程,析氢电位会下降,而析氧电位会上升。

2活化极化。由于电极反应并不是如理想中的那样迅速,所以当电位达到理论电位,电极反应的速率却仍然很慢。要使速率达到可观的水平,必须升高电位,这就叫活化过电位,而这种效果在气体的析出上非常明显。塔菲尔(Tafel)认为活化过电位η与电流密度i有η=a+blgi的关系,其中a,b叫塔菲尔系数。不同金属的b值相差不大而a相差明显,因此常以a作为活化过电位大小的判据。

由于过电位的存在,因此在实际的电解操作中,要把这些问题也考虑进去。比如电解水,理论上O2/H2O的电位是123V,但实际上一般需要达到136V左右,这就是O2的析出存在活化过电位的结果。

衡量电极极化程度。

衡量电极极化程度的就是所谓过电位,即某一电流密度下的电位值与平衡电位值之差的绝对值。

通电前和通电后电极电位的差叫作过电位,阳极电流产生的电极极化叫作阳极极化,阴极电流产生的电极极化叫阴极极化。

10。

过电位并不是CV图中正扫的起峰电位。过电位的定义是:电极反应在偏离平衡时电极电位与在平衡时的电极电位的差值。它表示的意义是指在电极反应过程中为了维持反应速率而所需的额外能量。过电位越大,说明在反应过程中所需的能量更多,其催化性能不好。相反,过电位越低,表明其越接近平衡电位,催化性能好,所需的额外的能量少。

析氧反应(OER)在各种电化学能量转换过程如水分解、燃料电池和金属-空气电池中,均起着至关重要的作用。然而,OER动力学过程十分缓慢,需要高效的OER电催化剂来促进其四电子转移。目前,OER的活性被认为高度依赖于金属位点的高价态,具有高价态的过渡金属位点可以加速反应动力学以提供高内在活性。此外,OER反应过程中晶格氧原子的键断裂/形成也起着关键作用。因此,从原子层面上深入了解表面金属位点和晶格氧原子的作用,对于高性能OER催化剂的合理设计至关重要。然而,由于复杂的原子和电荷转移,从实验和理论角度确定OER活性位点的产生和演化仍然是一项艰巨的挑战。

大。过电位是电极的电位差值,又叫超电势,过电位越大,金属的腐蚀速度越大。过电位是一个电极反应偏离平衡时的电极电位与这个电极反应的平衡电位的差值,无电流通过(平衡状态下)和有电流通过之电位差值。

平衡电位是客观存在的电位,过电位是外电源加上去的。电极只要有电流流过,就会产生极化,阴极电位更负,阳极电位更正,这就是过电位。只有阴极电位负到一定程度,才会有金属析出,在平衡电位上,是不可能电镀的。过电位的存在,还使一些理论上不能电镀的金属能够电镀,比如锌,它的标准电位比氢负,如果不是氢在锌上的过电位较大,则只会有氢气析出,不会有锌析出的。

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