基本介紹
- 中文名：電極動力學
- 外文名：kinetics of electrode process
- 全稱：電極過程動力學
- 分類：電化學
- 本質：電荷傳遞過程
定義,研究內容,歷史,
定義
電極動力學指的是電極過程動力學，電極過程動力學組成部分研究電極反應進程甲電極界面及其近旁所發生的各種過程的動力學行為。包括電化學反應器即各類電池中的電極過程，也包括並非在電化學反應器中進行的一些過程。
研究內容
電極過程動力學主要研究電極與電解質溶液接觸形成的界面的基本物理性質，特別是通過電流時這一界面上發生的過程—電極過程。因此電極過程動力學一方面是一門基礎學科，一直在不斷以新的概念和新的實驗方法來加深對這一界面過程的認識；另一方面，它在化學工業、能源研究、材料科學和環境保護等許多重要領域中有著廣泛的套用。在登月飛行中首先得到實際套用的燃料電池，已迅速發展成為新一代汽車的動力源及小型供電站；氯鹼工業中高效釕鈦陽極和離子交換膜電解槽已廣泛推廣使用；最初用於心臟起搏器的高度可靠的鋰電池已發展成為電動汽車及攜帶型電器中首選的高比能二次電池。正是這些套用背景，使電化學科學的發展具有強大的生命力。
歷史
電荷傳遞過程是電化學反應的本質。了解電荷傳遞過程有助於揭示電化學反應的內在規律，實現電化學工業過程控制和電化學反應設計。通過回顧電極過程動力學理論的發展歷程及數學表達式的演化過程，闡述電化學反應中電荷傳遞過程的科學背景，理解其中的科學思想，相信對於促進現代電化學研究的發展具有啟示意義。
電極過程動力學的量子力學理論最早由格尼於1931年提出，該理論涉及到電子從金屬中的束縛態穿過電極-溶液界面到達溶液中離子的隧道效應，但是在其後的30年左右並沒有得到電化學家的多少關注。
格尼關於電極上隧道效應的開拓性工作曾受到鮑登和里迪爾工作的促進，因為在1928年曾發表了證明電流對過電勢的指數關係廣泛的一系列數據。格尼把奧利芬特和穆恩關於電極上氣態離子的中和作用作為他的起始觀點。曾研究了電子從電極到離子的隧道效應。考慮到電極過程中沒有輻射，格尼假定處於電極-溶液界面上，在勢壘的左邊和右邊的電子的能量是相同的，亦即，施主態的電子（如在電極：金屬中的電子）的能量同受主（如氫原子）中的電子的能量是相等的。
隨著量子力學理論的發展和電極過程動力學研究的深入，巴特勒、克里斯托弗、博克里斯、馬修斯等對格尼理論進行了改進和發展，提出了電催化理論、質子轉移的連續介質理論、質子轉移的克里斯托弗振子模型等新理論和新認識，以能夠更加深入地認識電荷傳遞過程。
