基本介紹
- 中文名：塔菲爾圖
- 外文名：Tafel chart
- 屬性：電流密度的對數與過電勢作圖
- 領域：電化學
概述,作用,塔菲爾曲線,
概述
根據塔菲爾（Tafel）發現的超電勢（η）與電流密度（i）有如下關係：η=a+b*log|i|，a、b稱為塔菲爾常數，將電流密度和電極操作條件下過電勢間的關係式以半對數繪圖，得到一條直線，它表示為了達到一定的電流需要改變電極電勢的程度。通過電流密度的對數與過電勢作圖稱為Tafel圖（塔菲爾圖）。
對於較簡單的電子傳遞過程可以套用塔菲爾曲線來分析，利用其線性部分來計算出電化學過程中傳遞的電子數量，並通過將線性部分延長至與η軸相交的方式得到交換電流密度i。交換電流密度表示的是從平衡狀態開始系統產電的能力。因為塔菲爾圖有定義明確的化學計量關係，所以常利用塔菲爾圖來分析不太複雜的電活性過程。
作用
塔菲爾圖常用於分析評估燃料電池性能。穩態的塔菲爾圖能夠評估在甲醇或氫基燃料電池中各種各樣電極的電催化活性，對於甲醇燃料電池的雙重或三重合金催化劑的甲醇氧化反應機制、速率控制步驟變化的揭示，以及不同催化劑活化能的比較等都可用塔菲爾圖來分析，它還可在完全的甲醇燃料電池操作條件過程中，評估陽極和陰極的性能。除除了評估燃料電池性能，塔菲爾圖還可用來監測氧氣還原反應動力學。如在冰點以下的聚合物電解質膜燃料電池中觀察氧氣還原、在疏水性陰極的濃鹼溶液中研究氧氣放電機制和氫氣-空氣間質子交換膜燃料電池的持久能力測試。
另外，利用塔菲爾圖還可以比較做生物的電荷傳遞速率，並以此辨別是否有活的微生物群落存在，曾有研究比較過在乙酸鹽存在的條件下，利用11一巰基十一酸修飾過的金電極作為工作電極與野生 Geobacter sulfurreducens活體群落的兩條重疊的塔菲爾曲線，還有死體 Geobacter sulfiurreducens的曲線，發現了三種曲線分別表現了不同微生物的行為，且當系統中加入營養物質時，會明顯地促進微生物的電子傳遞。
塔菲爾曲線
塔菲爾曲線（The Tafel curve）是指符合Tafel關係的曲線，塔菲爾曲線一般指極化曲線中強極化區的一段。該段曲線的“E－logi 曲線”在一定的區域“Tafel區”中呈現線性關係。
