Hydrogen Overvoltage 氢超电压,由于电镀时会有 H+被还原成H2,而在阴极表面出现。
中文名称 | 氢超电压 | 外文名称 | Hydrogen Overvoltage |
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别名 | 氢过电压 | 实质 | 高出的沉积电压 |
运用环境 | 电镀 |
氢超电压概述
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镍氢充电电池,充电限制电压是1.4V,充电限制电流慢速是60mA、15小时,快速是200~300mA、3~5小时。镍氢电池最低放电电压为0.9V,充满上限电压为1.4V。
1、按照部颁标准:充电电池(包括电瓶等),它的终止放电电压为额定电压的 0.9 倍,使用时电池电压低于额定电压的 0.9 &nb...
充电电压和充电电流有关系 1C充电末期可能达到1.5-1.6V 还有质量不好,寿命末期的电池充电电压也偏高 还有充电器的电压精度不够 eneloop 电池世界数一数二的 &n...
超电压现象有很大的理论意义和实用价值。特别是氢的超电压。例如在电位序表中氢以前的金属超电压很小,而氢的超电压则很大。超电压越小的金属越容易析出来,所以电解时氢不析出而这些金属却能从溶液中析出来。同时,我们也可以选用不同的电极来控制电解产物。例如拿合有Zu 和H 的溶液来说,在电解时,如果选用铂作电极,则因铂对氢的超电压很小,所以在这种情况下,氢的分解电压低于锌的分解电压,因此先析出的是氢而不是锌。如若改用锌作电极,则因锌对氢的超电压很大,所以锌的分解电压低于氢的分解电压,因此先析出的是锌而不是氢了。
根据极化产生的不同原因,常把极化分为两类,即浓差极化和电化学极化,并将与之相应的超电压称为浓差超电压和活化超电压(或电化学超电压)。
从实验中知道,任何一个电极反应都不是一步完成的,而是一个连续过程,一般说来它包括下列几个步骤:
(1)反应粒子向电极表面传递——液相中的传质步骤;
(2)反应粒子在电极表面或表面附近的液层中进行反应前的转化过程,例如表面的吸附或发生化学变化;
(3)电子传递——电化学步骤;
(4)反应产物在电极表面或表面附近的液层中进行反应后的转变过程,例如自表面脱附、反应产物的复合、分解或其他化学变化。
(5)反应产物生成新相——生成新相步骤;或反应产物自电极表面向溶液中或液态电极内部传递——液相中的传质步骤。
浓差超电压是在由于扩散步骤最慢而引起的极化现象中出现的。
通常所说的平衡电位,都是相对于溶液深处的浓度(即所谓溶液本体浓度)而言的。显然,随着电极表面附近液层中离子浓度的降低,由电极电位公式计算的电位的代数值自然变小了。这个电极电位对于平衡值的偏离,就是上面所说的浓差极化。
电化学极化是由于电化学步骤最慢所引起的。
假若电极反应进行的速度是无限大的,当单位时间内供给电极的电荷相当多(电流密度较大),此时可在维持平衡电位不变的条件下使离子进行还原反应。就是说,所有由外电路流过来的电子,只要达到电极表面,便立即被离子的还原反应消耗掉,因而电极表面的带电状态保持不变,电极电位也不变。
若电极反应的速度是有限的,即离子的还原反应需要一定的时间来完成,则在供给电极的电量是无限小时,离子仍有充分的时间与电极上的电子相结合。这样,电极表面的带电状态仍可保持不变。
事实上这两种条件均难以达到。经常遇到的情况是电荷流向电极的速度既不是无限小,离子在电极上还原反应的速度也不是无限大。电极表面上自由电子数量的增多,相应于电极电位向负方向移动,这就是所谓的阴极极化。显然,这种极化是由于电化学反应本身较慢所引起的。
一般说来,不可能准确地计算由气体超电压所引起的槽电压部分。超电压与电极上释出所需的电位有关。它随电流密度的增加而增加,随温度的增加而减少。
超电压尚随电极的性能而变化。室温下,在水溶液电解槽中精炼铅、汞、锌、锡时氢的超电位高。因为这些金属对下列反应是不良的催化剂,但对铂、铁及银等金属的超电位相当低,因它们是上述反应良好的催化剂。
影响超电压的其他因素是电极表面的粗糙度和电极的杂质。粗糙的表面具有低的超电压,可能是由于这种表面对气体的生成和释出起聚集剂的作用。氢的超电位接近电极中杂质的超电压。杂质不仅源出于电极本身所夹带,而且尚由于电解液中微量金属离子在阴极上的沉积。