עלעקטראָטשעמיקאַל ריאַקשאַנז פאַלן ווען כעמישער ענערגיע קאַנווערץ צו עלעקטריקאַל ענערגיע אָדער וויצע ווערסאַ דורך עלעקטראָן אַריבערפירן אין די צובינד צווישן אַן ילעקטראָוד און אַן עלעקטראָליטע. די רעאקציעס קומען פאר אין סיי וועלכע סיסטעם וואו אן עלעקטרישע שטראם דרייווט א כעמישע טויש אדער וואו כעמישער רעאקציעס שאפן עלעקטרע.
די יקערדיק קאַמפּאָונאַנץ
עלעקטראָטשעמיקאַל ריאַקשאַנז דאַרפן דרייַ פונדאַמענטאַל עלעמענטן ארבעטן צוזאַמען. אַן עלעקטראָן אָנפירער דינט ווי די ילעקטראָוד ווו ריאַקשאַנז פּאַסירן בייַ די ייבערפלאַך. אַן יאַניק אָנפירער - טיפּיקלי אַן עלעקטראָליטע לייזונג מיט צעלאָזן ייאַנז - אַלאַוז אָפּצאָל צו לויפן צווישן ילעקטראָודז. א גאַנץ קרייַז קאַנעקץ די קאַמפּאָונאַנץ, ענייבאַלינג עלעקטראָן באַוועגונג דורך אַ פונדרויסנדיק פּאַטוויי.
דער אָפּרוף אַקערז ספּאַסיפיקלי ביי די ילעקטראָוד - עלעקטראָליטע צובינד, אין בלויז אַ ביסל אַנגסטראַמז פון די אָנפירער ס ייבערפלאַך. דער שמאָל רעאַקציע זאָנע יגזיסץ ווייַל עלעקטראָנס בלייבן רירעוודיק בלויז אין עלעקטראָניש קאָנדוקטאָרס ווי מעטאַלס, בשעת ייאַנז פירן אָפּצאָל דורך די עלעקטראָליטע.
ווען ספּאַנטייניאַס ריאַקשאַנז דזשענערייט מאַכט
גאַלוואַניק סעלז באַווייַזן עלעקטראָטשעמיקאַל ריאַקשאַנז ספּאַנטייניאַסלי צו פּראָדוצירן עלעקטרע. אין די סיסטעמען, אַקסאַדיישאַן כאַפּאַנז אין די אַנאָוד בשעת רעדוקציע אַקערז אין די קאַטאָוד. די כעמישער פּאָטענציעל חילוק צווישן די צוויי האַלב - רעאַקציעס דרייווז עלעקטראָנס דורך די פונדרויסנדיק קרייַז.
באַטערי אָפּזאָגן יגזאַמפּאַלז דעם ספּאַנטייניאַס פּראָצעס. ווען איר נוצן פאָרקליפט באַטעריז, כעמישער ריאַקשאַנז צווישן די ילעקטראָוד מאַטעריאַלס און עלעקטראָליטע מעלדונג עלעקטראָנס וואָס מאַכט די מאָטאָר. בליי -זויער וועריאנטן נוצן בליי דייאַקסייד און שוואָם בליי פּלאַטעס געטובלט אין שוועבל זויער, מיט די עלעקטראָטשעמיקאַל רעאַקציע קאַנווערטינג סטאָרד כעמישער ענערגיע אין די עלעקטריקאַל מאַכט דארף פֿאַר הייבן אַפּעריישאַנז.
די Daniell צעל ילאַסטרייץ דעם פּרינציפּ קלאר. צינק מעטאַל אַקסאַדייזיז אין איין ילעקטראָוד, ריליסינג עלעקטראָנס וואָס לויפן דורך אַ דראָט צו רעדוצירן קופּער ייאַנז אין די אנדערע ילעקטראָוד. דעם עלעקטראָן לויפן קאַנסטאַטוץ עלעקטריק קראַנט, קאַנטיניוינג ביז די רעאַקטאַנץ ויסשעפּן אָדער די סיסטעם ריטשאַז יקוואַליבריאַם.
ווען פונדרויסנדיק ענערגיע דרייווז ריאַקשאַנז
עלעקטראָליטיק סעלז רעפּראַזענץ די פאַרקערט סצענאַר- עלעקטראָטשעמיקאַל ריאַקשאַנז וואָס טאָן ניט פאַלן ספּאַנטייניאַסלי אָבער דאַרפן געווענדט וואָולטידזש צו פאָרזעצן. די פונדרויסנדיק עלעקטריקאַל ענערגיע פאָרסעס ניט-ספּאָנטאַן כעמישער טראַנספאָרמאַציע.
טשאַרדזשינג אַ קריקאָנלאָדלעך באַטאַרייע דעמאַנסטרייץ דעם פּרינציפּ. ווען איר פאַרבינדן אַ בלייַ- זויער באַטאַרייע צו אַ טשאַרדזשער, די געווענדט וואָולטידזש ריווערסאַז די אָפּזאָגן ריאַקשאַנז. פירן סאַלפייט קאַנווערץ צוריק צו פירן דייאַקסייד און שוואָם פירן, בשעת סאַלפיוריק זויער קאַנסאַנטריישאַן ינקריסיז אין די עלעקטראָליטע. די עלעקטריקאַל ענערגיע אַרייַנשרייַב ריבילד די כעמישער פּאָטענציעל וואָס וועט שפּעטער מאַכט דיין ויסריכט.
וואַסער עלעקטראָליסיס גיט אן אנדער קלאָר בייַשפּיל. אַפּלייינג גענוג וואָולטידזש אַריבער ילעקטראָודז סאַבמערדזשד אין וואַסער ספּליץ H2O מאַלאַקיולז אין הידראָגען און זויערשטאָף גאַסאַז. די פארלאנגט וואָולטידזש מוזן יקסיד די כעמישער פּאָטענציעל חילוק צווישן די אַקסאַדיישאַן און רעדוקציע האַלב- רעאַקציעס.
ינדוסטריאַל ילעקטראָופּלאַטינג רילייז אויף דעם געצווונגען אָפּרוף מעקאַניזאַם. עלעקטריק קראַנט דרייווז מעטאַל ייאַנז פון לייזונג אַנטו אַ קאַנדאַקטיוו כייפעץ, קריייטינג אַ פּראַטעקטיוו אָדער דעקאָראַטיווע קאָוטינג דורך אַן עלעקטראָטשעמיקאַל פּראָצעס וואָס וואָלט נישט פּאַסירן אָן געווענדט ענערגיע.
טעמפּעראַטור און רעאַקציע טנאָים
עלעקטראָטשעמיקאַל ריאַקשאַנז ווייַזן באַטייַטיק טעמפּעראַטור סענסיטיוויטי. רובֿ באַטעריז אַרבעטן אָפּטימאַללי צווישן 0 גראַד און 45 גראַד, מיט פאָרשטעלונג דיגריידינג אַרויס דעם קייט. קאַלט טעמפּעראַטורעס פאַרגרעסערן ינערלעך קעגנשטעל, סלאָוינג יאָן באַוועגונג דורך די עלעקטראָליטע און רידוסינג מאַכט רעזולטאַט. א בליי-זויער באַטאַרייע פארלירט 50% קאַפּאַציטעט ביי -20 גראַד, בשעת ליטהיום-יאָן באַטעריז האַלטן בעסער פאָרשטעלונג מיט בלויז 20% קאַפּאַציטעט אָנווער אין דער זעלביקער טעמפּעראַטור.
היץ אַקסעלערייץ כעמישער דערנידעריקונג אָבער קענען אויך פאַרגיכערן אָפּרוף קינעטיק אין זיכער לימאַץ. אָבער, יבעריק היץ העכער 60 גראַד ריזיקירן טערמאַל ראַנאַוויי אין ליטהיום באַטעריז, ווו עקסאָטהערמיק ריאַקשאַנז ווערן זיך-סאַסטיינינג און געפערלעך. די טעמפּעראַטור -אָפענגיק נאַטור מיטל עלעקטראָטשעמיקאַל ריאַקשאַנז פאַלן מער גרינג אין מעסיק טעמפּעראַטורעס ווו יאָן מאָביליטי בלייבט הויך אָן טריגערינג דיקאַמפּאָוזישאַן.
עלעקטראָליטע קאַנסאַנטריישאַן אַפעקץ אָפּרוף ראַטעס באטייטיק. אין בליי -זויער באַטעריז, די ספּעציפיש ערלעכקייט פון שוועבל זויער ענדערונגען בעשאַס אָפּזאָגן, דראַפּינג פון וועגן 1.27 ווען גאָר באפוילן צו אונטער 1.10 ווען דיפּליטיד. דעם דיקריסינג קאַנסאַנטריישאַן סלאָוז די עלעקטראָטשעמיקאַל אָפּרוף ביז ניט גענוגיק זויער בלייבט פֿאַר עפעקטיוו עלעקטראָן אַריבערפירן.
די ראָלע פון צעל פּאָטענציעל
עלעקטראָטשעמיקאַל ריאַקשאַנז פאַלן ווען די סיסטעם האט גענוג עלעקטריקאַל פּאָטענציעל צו פירן עלעקטראָן אַריבערפירן. די Nernst יקווייזשאַן קוואַנטאַפייז דעם שייכות, ווייַזונג ווי צעל פּאָטענציעל דעפּענדס אויף רעאַקטאַנט קאַנסאַנטריישאַנז, טעמפּעראַטור און די נאָרמאַל ילעקטראָוד פּאָטענציעלז פון די ינוואַלווד מאַטעריאַלס.
נאָרמאַל ילעקטראָוד פּאָטענציעלס באַשטימען וואָס ריאַקשאַנז גיינ ווייַטער ספּאַנטייניאַסלי. מאַטעריאַלס מיט מער נעגאַטיוו נאָרמאַל פּאָטענציעל שענקען עלעקטראָנס גרינג, מאכן זיי פּאַסיק אַנאָדעס. יענע מיט מער positive וואַלועס אָננעמען עלעקטראָנס, פאַנגקשאַנינג ווי קאַטאָודז. דער חילוק צווישן די פּאָטענציעלז עסטאַבלישיז די צעל ס וואָולטידזש - די דרייווינג קראַפט פֿאַר די אָפּרוף.
ווען אַ וואַלטאַיק צעל דיסטשאַרדזשאַז, די צעל פּאָטענציעל ביסלעכווייַז דיקריסאַז ווי רעאַקטאַנט קאַנסאַנטריישאַנז טוישן. דער רעאקציע האלט ווייטער ביז די סיסטעם דערגרייכט גלייכקייט, אין וועלכע פונט די פּאָטענציעל טראפנס צו נול און קיין נעץ עלעקטראָן לויפן אַקערז. איידער דעם יקוואַליבריאַם שטאַט, די עלעקטראָטשעמיקאַל רעאַקציע לייזונג מיט אַ קורס פּראַפּאָרשאַנאַל צו די קראַנט געדיכטקייַט.
אָווערפּאָטענשאַל רעקווירעמענץ
פאַקטיש עלעקטראָטשעמיקאַל ריאַקשאַנז אָפט דאַרפן אָוווערפּאַטענטשאַל - נאָך וואָולטידזש ווייַטער פון די טערמאָדינאַמיק מינימום. די עקסטרע ענערגיע מנצח אַקטאַוויישאַן באַריערז פֿאַר עלעקטראָן אַריבערפירן און מאַסע אַריבערפירן לימיטיישאַנז. די אָוווערפּאָטענטיאַל וועריז מיט אָפּרוף טיפּ, ילעקטראָוד מאַטעריאַל און קראַנט געדיכטקייַט.
שנעל ריאַקשאַנז מיט נידעריק אָווערפּאָטענשאַל פאָרזעצן יפישאַנטלי מיט מינימאַל וידעפדיק וואָולטידזש. פויל ריאַקשאַנז דאַרפן היפּש אָוווערפּאַטענטשאַל צו דערגרייכן פּראַקטיש קראַנט לויפן. דאָס דערקלערט וואָס עטלעכע עלעקטראָליטיק פּראַסעסאַז דאַרפן באטייטיק העכער וואָולטאַדזשאַז ווי טעאָרעטיש חשבונות פֿאָרשלאָגן.
אַפּפּליקאַטיאָנס אַריבער ינדאַסטריז
עלעקטראָטשעמיקאַל ריאַקשאַנז מאַכט קאַונטלאַס דעוויסעס און פּראַסעסאַז. ערשטיק באַטעריז אין פלאַשליגהץ און ווייַט קאָנטראָלס פאַרלאָזנ זיך יריווערסאַבאַל ריאַקשאַנז וואָס דזשענערייט עלעקטרע ביז רעאַקטאַנץ ויסמאַטערן. צווייטיק באַטעריז אין וועהיקלעס און עלעקטראָניק נוצן ריווערסאַבאַל ריאַקשאַנז, אַלאַוינג ריפּיטיד אָפּצאָל- אָפּזאָגן סייקאַלז.
די ברענוואַרג צעל רעפּראַזענץ אַ יינציק אַפּלאַקיישאַן ווו עלעקטראָטשעמיקאַל ריאַקשאַנז גער ברענוואַרג גלייַך אין עלעקטרע מיט הויך עפעקטיווקייַט. הידראָגען אַקסאַדייזיז אין די אַנאָוד בשעת זויערשטאָף ראַדוסאַז אין די קאַטאָוד, און פּראָדוצירן בלויז וואַסער ווי אַ בייפּראָדוקט. ניט ענלעך באַטעריז, ברענוואַרג סעלז דאַרפן קעסיידערדיק ברענוואַרג צושטעלן צו האַלטן די אָפּרוף.
קעראָוזשאַן יגזאַמפּאַלז אַנוואָנטיד עלעקטראָטשעמיקאַל ריאַקשאַנז ספּאַנטייניאַסלי ווען מעטאַל קאָנטאַקט נעץ און זויערשטאָף. אייַזן זשאַווער פארמען דורך אַקסאַדיישאַן ריאַקשאַנז אין אַנאָדיק זייטלעך, מיט עלעקטראָן לויפן צו קאַטאָדיק געביטן ווו זויערשטאָף ראַדוסאַז. פארשטאנד פון די עלעקטראָטשעמיקאַל מעקאַניזאַמז העלפּס ענדזשאַנירז אַנטוויקלען פּראַטעקטיוו קאָוטינגז און קעראָוזשאַן- קעגנשטעליק אַלויז.
ינדוסטריאַל עלעקטראָטשעמיע ינייבאַלז גרויס פּראָדוקציע פּראַסעסאַז. אַלומינום פּראָדוקציע רילייז אויף עלעקטראָליסיס פון מאָולטאַן אַלומינום אַקסייד, ניצן מאַסיוו קעראַנץ צו רעדוצירן אַלומינום ייאַנז. דער טשלאָראַלקאַלי פּראָצעס עלעקטראָליסיז ראָסל צו פּראָדוצירן קלאָרין גאַז און סאָדיום כיידראַקסייד, ביידע קריטיש ינדאַסטרי קעמיקאַלז.
רעאַקציע קינעטיק און קורס סיבות
עלעקטראָטשעמיקאַל אָפּרוף ראַטעס אָפענגען אויף עטלעכע ינטערקאַנעקטיד סיבות. קראַנט געדיכטקייַט -דער קראַנט פּער אַפּאַראַט ילעקטראָוד שטח - גלייַך קאָראַלייץ מיט אָפּרוף קורס לויט Faraday ס געזעצן. העכער קראַנט געדיכטקייַט מיטל מער עלעקטראָנס טראַנספערינג פּער סעקונדע, אַקסעלערייטינג די כעמישער טראַנספאָרמאַציע.
מאַסע אַריבערפירן לימאַץ פילע עלעקטראָטשעמיקאַל ריאַקשאַנז. רעאַקטאַנץ מוזן דערגרייכן די ילעקטראָוד ייבערפלאַך, און פּראָדוקטן מוזן מאַך אַוועק צו האַלטן קאַנסאַנטריישאַן גראַדיאַנץ. דיפיוזשאַן, מייגריישאַן און קאַנוועקשאַן רעגירן די אַריבערפירן פּראַסעסאַז. סטערינג די עלעקטראָליטע אָדער דיזיינינג לויפן -דורך סעלז ימפּרוווז מאַסע אַריבערפירן און ינקריסיז אַטשיוואַבאַל אָפּרוף ראַטעס.
ילעקטראָוד ייבערפלאַך געגנט ענינים באטייטיק. גרעסערע סערפאַסיז צושטעלן מער זייטלעך פֿאַר עלעקטראָן אַריבערפירן, וואָס אַלאַוז העכער גאַנץ קעראַנץ אין דער זעלביקער קראַנט געדיכטקייַט. דאָס דערקלערט וואָס באַטאַרייע ילעקטראָודז נוצן פּאָרעז סטראַקטשערז מיט הויך ייבערפלאַך שטח - צו - באַנד ריישיאָוז, מאַקסאַמייזינג די צובינד ווו ריאַקשאַנז פאַלן.
די ילעקטראָוד מאַטעריאַל זיך ינפלואַנסיז אָפּרוף קינעטיק דורך קאַטאַליטיק יפעקץ. עטלעכע מאַטעריאַלס נידעריקער אַקטאַוויישאַן ענערגיע פֿאַר ספּעציפיש ריאַקשאַנז, אַלאַוינג זיי צו גיינ ווייַטער מיט נידעריק אָוווערפּאַטענטיאַל. פּלאַטינום קאַטאַליזיז הידראָגען אַקסאַדיישאַן און זויערשטאָף רעדוקציע יפעקטיוולי, מאכן עס ווערטפול פֿאַר ברענוואַרג צעל ילעקטראָודז טראָץ זייַן פּרייַז.
טאָפּל שיכטע סטרוקטור
די ילעקטראָוד - עלעקטראָליטע צובינד האט אַ קאָמפּלעקס סטרוקטור גערופן די עלעקטריקאַל טאָפּל שיכטע. דער געגנט קאַנסאַנטרייט די אָפּצאָל איבער אַ ביסל נאַנאָמעטערס, קריייטינג טיף עלעקטריק פעלדער וואָס דערגרייכן 10⁷ V / סענטימעטער. די טאָפּל שיכטע אקטן ווי אַ קאַפּאַסאַטער, סטאָרינג אָפּצאָל וואָס ינפלואַנסיז עלעקטראָטשעמיקאַל אָפּרוף קינעטיק.
ייאַנז אין לייזונג אָריענטירן זיך לעבן די באפוילן ילעקטראָוד ייבערפלאַך. קאַטיאָנס קנויל לעבן נעגאַטיוו ילעקטראָודז, בשעת אַניאָנס קאַנסאַנטרייט אין positive ילעקטראָודז. דעם יאָן אָרדענונג סקרינז די ילעקטראָוד אָפּצאָל און אַפעקץ וואָס מינים קענען דערגרייכן די ייבערפלאַך צו רעאַגירן. די טאָפּל שיכטע סטרוקטור ענדערונגען דינאַמיקאַללי ווי ילעקטראָוד פּאָטענציעל וועריז, ינפלואַנסינג אָפּרוף פּאַטווייז און רייץ.
פארשטאנד פון טאָפּל שיכטע יפעקץ פּראָוועס קריטיש פֿאַר אָפּטימיזינג עלעקטראָטשעמיקאַל סיסטעמען. רעסעאַרטשערס לערנען די נאַנאָסקאַלע דערשיינונגען צו פּלאַן בעסער באַטאַרייע ילעקטראָודז, פֿאַרבעסערן קעראָוזשאַן קעגנשטעל און אַנטוויקלען מער עפעקטיוו עלעקטראָקאַטאַליסץ. די טאָפּל שיכטע רעפּראַזענץ ווו מאָלעקולאַר - שטאַפּל כעמיע טרעפן מאַקראָסקאָפּיק עלעקטריקאַל דערשיינונגען.
אָפט געשטעלטע פֿראגן
וואָס איז די חילוק צווישן גאַלוואַניק און עלעקטראָליטיק סעלז?
גאַלוואַניק סעלז דזשענערייט עלעקטרע פון ספּאַנטייניאַס כעמישער ריאַקשאַנז, ווי באַטעריז דיסטשאַרדזשינג. עלעקטראָליטיק סעלז נוצן געווענדט עלעקטריקאַל ענערגיע צו פירן ניט- ספּאַנטייניאַס ריאַקשאַנז, ווי טשאַרדזשינג באַטעריז אָדער עלעקטראָפּלאַטינג. דער שליסל דיסטינגקשאַן איז צי דער אָפּרוף אַקערז געוויינטלעך (גאַלוואַניק) אָדער ריקווייערז פונדרויסנדיק מאַכט (ילעקטראָוליטיק).
קענען עלעקטראָטשעמיקאַל ריאַקשאַנז פאַלן אָן אַ פליסיק עלעקטראָליטע?
יאָ, כאָטש ווייניקער קאַמאַנלי. האַרט -שטאַט באַטעריז נוצן האַרט עלעקטראָליטעס וואָס פירן ייאַנז דורך זייער קריסטאַל סטרוקטור. הויך -טעמפּעראַטור האַרט אַקסייד ברענוואַרג סעלז נוצן סעראַמיק עלעקטראָליטעס. אפילו עטלעכע גאַסאַז קענען דינען ווי עלעקטראָליטעס אונטער ספּעציפיש טנאָים. אָבער, פליסיק עלעקטראָליטעס בלייבן מערסט פּראָסט רעכט צו העכער ייאַניק קאַנדאַקטיוואַטי.
פארוואס טאָן עלעקטראָטשעמיקאַל ריאַקשאַנז האַלטן אין יקוואַליבריאַם?
אין יקוואַליבריאַם, די פאָרויס און פאַרקערט אָפּרוף ראַטעס באַלאַנסירן פּונקט. קיין נעץ כעמישער ענדערונג אַקערז, אַזוי קיין עלעקטראָנס לויפן דורך די קרייַז. דער צעל פּאָטענציעל פאלט צו נול ווייַל די סיסטעם ריטשט זייַן לאָואַסט ענערגיע שטאַט. אַדינג רעאַקטאַנץ אָדער אַפּלייינג פונדרויסנדיק וואָולטידזש קענען ריסטאַרט די אָפּרוף.
ווי טאָן טעמפּעראַטור ענדערונגען ווירקן די ריאַקשאַנז?
העכער טעמפּעראַטורעס בכלל פאַרגרעסערן אָפּרוף ראַטעס דורך אַקסעלערייטינג יאָן באַוועגונג און לאָוערינג אַקטאַוויישאַן ענערגיע באַריערז. אָבער, יבעריק היץ קענען שעדיקן באַטאַרייע קאַמפּאָונאַנץ אָדער צינגל ראַנאַוויי ריאַקשאַנז. קאַלט טעמפּעראַטורעס פּאַמעלעך ריאַקשאַנז דראַמאַטיקלי, רידוסינג מאַכט רעזולטאַט. יעדער עלעקטראָטשעמיקאַל סיסטעם האט אַ אָפּטימאַל טעמפּעראַטור קייט פֿאַר שפּיץ פאָרשטעלונג.
עלעקטראָטשעמיקאַל ריאַקשאַנז בריק כעמיע און עלעקטריקאַל ינזשעניעריע אין וועגן וואָס פאַרבינדן אונדזער טעגלעך לעבן קעסיידער. פון די באַטאַרייע אין דיין סמאַרטפאָנע צו די אַנטי- קעראָוזשאַן קאָוטינג אויף מעטאַל סטראַקטשערז, די עלעקטראָן אַריבערפירן פּראַסעסאַז ביי ילעקטראָוד סערפאַסיז מאַכן מאָדערן טעכנאָלאָגיע מעגלעך. די ריאַקשאַנז פאַלן ווען די רעכט קאָמבינאַציע פון ילעקטראָודז, עלעקטראָליטע, און אָדער כעמישער דרייווינג קראַפט אָדער געווענדט וואָולטידזש קומט צוזאַמען - קאַנווערטינג ענערגיע צווישן כעמישער און עלעקטריקאַל פארמען מיט עלעגאַנט עפעקטיווקייַט.
שייַכות טעמעס פֿאַר ווייַטער לייענען:
Nernst Equation and Cell Potential Calculations
באַטערי כעמיע און ענערגיע סטאָרידזש
קעראָוזשאַן מעקאַניזאַמז און פּרעווענטיאָן
עלעקטראָקאַטאַליסיס און עלעקטראָדע מאַטעריאַלס
ברענוואַרג צעל טעטשנאָלאָגיעס
