11.16
Prozesse an Elektroden
Die Elektrodenoberfläche interagiert mit Elektrolytionen, was Oxidations- und Reduktionsreaktionen ermöglicht, die einen Potentialunterschied erzeugen.
Frühe Modelle zeigten eine elektrische Doppelschicht, während fortgeschrittene Modelle wie das Helmholtz-Modell eine Schicht solvierter Ionen an der Grenzfläche beschreiben. Das Gouy–Chapman-Modell fügt eine diffuse Doppelschicht hinzu, die sich in die Lösung erstreckt.
Das Stern-Modell kombiniert beides und zeigt eine starre innere Ebene von Ionen nahe der Elektrodenoberfläche und eine diffuse Schicht dahinter.
Der Galvani-Potentialunterschied, Δφ, ist der Potentialunterschied zwischen dem Volumenmetall und der Lösung. Wenn kein Strom gezogen wird, entspricht Δφ dem Elektrodenpotenzial E.
Wenn Δφ von E abweicht, fließt der Nettostrom. Das Überpotential, η, definiert diese Abweichung als E′ − E, wobei E′ das angewandte Potential ist.
Die Stromdichte, j, misst die Elektronenübertragungsrate pro Flächeneinheit. Es ist der Unterschied zwischen kathodischen und anodischen Stromdichten. Wenn ja jc übersteigt, ist die Nettostromdichte anodisch; Wenn jc ja übertrifft, ist es kathodisch.
Die Butler–Volmer-Gleichung bezieht j zu η und kombiniert sowohl anodische als auch kathodische Prozesse.
Die Elektrode wechselwirkt mit Ionen in der Elektrolytlösung an ihrer Grenzfläche. Die Oxidations- und Reduktionsrate hängt von der Geschwindigkeit ab…
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