(صورة توضيحية فقط)
Overpotential is the potential difference (voltage) between a half-reaction’s thermodynamically determined reduction potential and the potential at which the redox event is experimentally observed. It represents the extra energy required to overcome activation barriers for the electrode reaction to proceed at a significant rate. It is a key factor in the energy efficiency of all electrolytic processes.
In an ideal electrolytic cell, the applied voltage needed to drive a reaction would be exactly equal to the cell’s standard electrode potential ([latex]E^0_{cell}[/latex]). However, in reality, a significantly higher voltage is almost always required. This excess voltage is the overpotential ([latex]\eta[/latex]). The total cell potential ([latex]E_{cell}[/latex]) is the sum of the equilibrium potential, the overpotentials at both electrodes, and the ohmic drop (IR drop) across the electrolyte: [latex]E_{cell} = E^0_{cell} + \eta_{anode} + \eta_{cathode} + IR_{drop}[/latex].
ينشأ الجهد الزائد من عدة مصادر. ويرتبط جهد التنشيط الزائد بحركية electron transfer تحدث هذه الظاهرة عند سطح القطب نفسه. بعض التفاعلات، مثل انطلاق غازي الهيدروجين أو الأكسجين، لها حركية بطيئة بطبيعتها وتتطلب جهد تنشيط زائد كبير. يحدث جهد التركيز الزائد عندما يختلف تركيز المواد المتفاعلة على سطح القطب عن تركيزها في المحلول نتيجةً لبطء الانتشار. أما جهد المقاومة الزائد فينتج عن مقاومة الإلكتروليت أو الأغشية الموجودة على سطح القطب.
The relationship between current density (j) and activation overpotential is often described by the Tafel equation: [latex]\eta = a + b \log(j)[/latex], where ‘a’ and ‘b’ are constants (Tafel parameters) specific to the electrode reaction and material. This equation shows that to get a higher reaction rate (higher current density), a larger overpotential is required. The primary goal in designing efficient electrochemical systems is to minimize overpotential, which is typically achieved by using electrocatalysts (materials that lower the activation energy), increasing the operating temperature, or optimizing the electrode structure to enhance mass transport.
الجهد الزائد (الكيمياء)
(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)
الصور والتنزيلات بالحجم الكامل متاحة فقط، ومجانية تمامًا، للأعضاء المسجلين.
> تسجيل الدخول <
