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《高溫型質(zhì)子交換膜燃料電池與reformer之整合研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、電化學(xué)(ELECTROCHEMICALENGINEERING)大綱Chapter1.原理Chapter2.導(dǎo)電性Chapter3.電雙層Chapter4.電化學(xué)反應(yīng)過程Chapter5.電化學(xué)質(zhì)傳現(xiàn)象Chapter6.電化學(xué)感應(yīng)器Chapter7.電化學(xué)分析技術(shù)Chapter8.電鑄與電解Chapter9.電化學(xué)在工業(yè)應(yīng)用2Chapter1.原理?1.1電解質(zhì)與法拉第定律?1.2離子活性與電化學(xué)位能?1.3Debye-Huckel方程式?1.4表面過電位現(xiàn)象?1.5電池的電動(dòng)勢(shì)?1.6電動(dòng)勢(shì)和路端電壓的關(guān)係31.1電解質(zhì)與法拉第定律?(1).演進(jìn):法拉第發(fā)表
2、電化學(xué)轉(zhuǎn)換定律與建立定量電化學(xué)；能仕特為電化學(xué)奠定了在熱力學(xué)的基礎(chǔ)；布拉格最後將電化學(xué)中動(dòng)力學(xué)與熱力學(xué)做出重要貢獻(xiàn)。離子學(xué)界面現(xiàn)象電極學(xué)離子在溶電雙層理電極反映液論動(dòng)力酸鹼理論Zeta電位電子轉(zhuǎn)移程序4電解質(zhì)?電解質(zhì)的定義：熔融狀態(tài)或溶於水中解離成陰、陽離子能幫助導(dǎo)電者，稱為電解質(zhì)。電解質(zhì)的種類：(1).酸類電解質(zhì)：醋酸(CH3COOH)、氯化氫(HCl)、硫酸(HSO)、硝酸(HNO)。243(2).鹼類電解質(zhì)：熟石灰，學(xué)名氫氧化鈣〔Ca(OH)〕、燒鹼2學(xué)名氫氧化鈉(NaOH)。(3).鹽類電解質(zhì)：氯化鈉(NaCl)、硝酸鉀(KNO3)。5燃料電池-電解
3、質(zhì)傳導(dǎo)示意圖6法拉利定律71.2離子活性與電化學(xué)位能?離子活性(lonactivity):濃度中要預(yù)測(cè)溶液性質(zhì)之整體性質(zhì)參數(shù)，定義離子的確實(shí)數(shù)目γ為活性系數(shù)(activitycofficient)：如莫耳濃度，千克?莫耳濃度，莫耳分?jǐn)?shù)；i是以化學(xué)位能表示8電化學(xué)位能?一莫耳未帶電荷之物種i加入一個(gè)系中，即為自由能的改變量。?理想溶液中個(gè)別離子性質(zhì)是不受到其他離子相互作用力影響，，非理想溶液中分子間彼此是有相互作用力的，應(yīng)該修正為，?離子所攜帶的電荷將產(chǎn)生一電位能，若加入一莫耳離子，電荷大小為Z增大其變化，導(dǎo)致自由能量變化，系內(nèi)自i，由能增加都是靠物質(zhì)和電荷傳
4、送而產(chǎn)生的，總合稱為電化學(xué)位能。9熱力學(xué)-Gibbsfreeenergy(ΔG)?ΔG=H－TS,T、P=const.-ΔG/T=ΔH/T+ΔS-ΔG/T視為ΔSuniverse，熱力學(xué)告訴我們當(dāng)ΔSuniverse>0時(shí)反應(yīng)才會(huì)自發(fā)，不須自外界輸入能量，系統(tǒng)內(nèi)化學(xué)反應(yīng)可朝某方向逕自進(jìn)行ΔG<0，自發(fā)(spontaneous)反應(yīng)ΔG=0，反應(yīng)達(dá)平衡(atequilibrium)ΔG>0，非自發(fā)(non-spontaneous)反應(yīng)ΔG的S.I.制單位是焦耳，代表能量101.3Debye-Huckel方程式對(duì)非常稀釋溶液，方程式之分母近乎1，極限定律:，De
5、bye-Huckel方程式重新整理得知，假設(shè)B為已知，則可以繪出函數(shù)，從斜率，可以求得a值，若太小為負(fù)值，對(duì)於電解質(zhì)而言，I值為0.1mol/kg?；钚詡S數(shù)最初是隨著電解質(zhì)濃度之增加而減小，如此Debye-Huckel方程式與極限公式一致，若加入一個(gè)I值於函數(shù)後方，則可稱之為哈克爾方程式(Huckelequation)。11Huckel方程式121.4表面過電位現(xiàn)象?電鍍沉積通常是在某偏離E的電位下進(jìn)行，否則在電位E時(shí)，金屬的析鍍與還原速率相同，不會(huì)發(fā)生電鍍現(xiàn)象，此電位偏差值稱為過電壓。η=Ei-EeqEi=產(chǎn)生電流（I）所施加的電位（電壓）Eeq=平衡電位
6、（電壓）?理論上，外加電位大於平衡電位，則電鍍沉積就會(huì)發(fā)生，為了使沉積發(fā)生，電鍍液中很多因素造成需要更高的外加電位。13?活化過電壓（ActivationOverpotential）活化過電壓必須克服活化能障，對(duì)大多數(shù)的反應(yīng)而言活化過電壓比較低，而還原氫氣的過電壓則非常高，在25℃，pH4時(shí)氫的還原電位E=－0.2366V，而Ph=10時(shí)E=－0.5915V，這些值與大部分的金屬比較起來很小，大部分的金屬表面氫氣的過電壓相當(dāng)高，其將比錫、鋅、鋁、汞等高1伏特，但在鉑金屬，還原氫氣電位幾乎等於零，這也是利用氫氣/鉑作為標(biāo)準(zhǔn)氫電極的原因。?濃度過電壓（Conce
7、ntrationOverpotential）在析鍍過程中，金屬離子的表面濃度會(huì)降低，故電位須高於平衡電位以產(chǎn)生析鍍，此即是濃度過電壓產(chǎn)生的額外電位?阻抗過電壓（ResistanceOverpotential）。電鍍液本身會(huì)產(chǎn)生電阻。電鍍液的電阻會(huì)引起電位降，此為阻抗過電壓。阻抗過電壓會(huì)隨著電鍍液溫度的升高而增加，這是導(dǎo)因於電鍍液的蒸發(fā)。?表面過電壓（SurfaceOverpotential）一般是由鈍化層或其他表面化合物層所產(chǎn)生。141.5電池的電動(dòng)勢(shì)氧化反應(yīng)是化合價(jià)升高，失去電子的反應(yīng)；還原反應(yīng)是化合價(jià)降低，獲得電子的反應(yīng)；發(fā)生這種電子交換事件的反應(yīng)稱為氧
8、化還原反應(yīng)。在丹尼耳電池裏，鋅陽極的鋅原子會(huì)溶解於硫
