Кінетика Електродів
Рівняння Батлера-Вольмера — перенапруження, нахили Тафеля та циклічна вольтамперометрія
Параметри Електрода
Тафель (велике |η|): ln|j| = ln j₀ + αFη/RT
Режим Відображення
Поточні Значення
0.00
0.01
Про симулятор — Кінетика Електродів
Рівняння Батлера-Вольмера
Рівняння Батлера-Вольмера описує густину струму j на електроді як функцію перенапруження η = E − Eeq — відхилення від рівноважного потенціалу. Воно охоплює як анодний (окиснення), так і катодний (відновлення) парціальні струми.
j = j₀[exp(αFη/RT) − exp(−(1−α)Fη/RT)]
де j₀ — обмінна густина струму (швидкість прямої та зворотної реакцій в рівновазі), α — коефіцієнт переносу заряду (≈0,5 для простих одноелектронних переносів), F — стала Фарадея (96485 Кл/моль), R — газова стала, T — температура.
Область Тафеля
При великих |η| (>≈100 мВ) один експоненційний член домінує, і залежність log|j| від η стає лінійною (лінія Тафеля). Нахил — нахил Тафеля b = RT/(αF) для анодної гілки або RT/((1-α)F) для катодної. Екстраполяція обох ліній Тафеля до η = 0 дає log j₀.
Циклічна вольтамперометрія
У циклічній вольтамперометрії (ЦВА) потенціал лінійно змінюється між двома межами з постійною швидкістю сканування v (мВ/с). Відклик струму показує піки окиснення (анодне сканування) і відновлення (катодне). Пікова сила струму масштабується з √v (рівняння Рендлса-Шевчіка), що підтверджує дифузійно-обмежену реакцію.
Застосування
- Виділення водню та відновлення кисню в електролізерах і паливних комірках
- Вимірювання швидкості корозії (рівняння Штерна-Гірі)
- Зарядно-розрядна кінетика батарей та їхня потужністна характеристика
- Конструювання біосенсорів (ферментна електрохімія, сенсори глюкози)