Фарадеевское сопротивление - Faradaic impedance
В электрохимия, фарадеевское сопротивление[1][2] - сопротивление и емкость, действующие совместно на поверхности электрода электрохимическая ячейка. Ячейка может работать как гальванический элемент создание электрический ток или наоборот как электролитическая ячейка используя электрический ток, чтобы управлять химическая реакция. В простейшем нетривиальном случае фарадеевский импеданс моделируется как единый резистор и один конденсатор подключены параллельно, а не последовательно или как линия передачи с несколькими резисторами и конденсаторами.
Механизм
Сопротивление возникает из-за преобладающих ограничений доступности (локальной концентрации) и подвижности ионов, движение которых между электролитом и электродом составляет фарадеевское течение. Емкость - это емкость конденсатора, образованного электролитом и электродом, разделенных Длина дебаевского показа и породив двухслойная емкость на границе электролит-электрод. Когда подача ионов не удовлетворяет потребность, создаваемую потенциалом, сопротивление увеличивается, в результате чего возникает эффект источника или стока постоянного тока, и тогда говорят, что ячейка поляризована на этом электроде. Степень поляризации и, следовательно, фарадеевское сопротивление можно контролировать, изменяя концентрацию ионов электролита и температуру, перемешивая электролит и т. Д. Химический состав поверхности раздела электролит-электрод также является решающим фактором.
Электроды, выполненные в виде гладких плоских листов металла, имеют наименьшую площадь поверхности. Площадь можно увеличить, используя тканую сетку или пористые или спеченные металлы. В этом случае фарадеевский импеданс можно более уместно смоделировать как линию передачи, состоящую из последовательно соединенных резисторов и параллельно соединенных конденсаторами.
Диэлектрическая спектроскопия
За последние два десятилетия фарадеевский импеданс стал основой для важной техники в форме спектральный анализ применим к широкому спектру материалов. Этот метод зависит от емкостной составляющей фарадеевского импеданса. В то время как резистивная составляющая не зависит от частоты и может быть измерена с помощью ОКРУГ КОЛУМБИЯ, сопротивление емкостной составляющей бесконечно при постоянном токе (ноль допуск ) и уменьшается обратно пропорционально частоте AC сигнал. Изменение этой частоты при контроле фарадеевского импеданса обеспечивает метод спектрального анализа состава материалов на границе раздела электрод-электролит, в частности их электрический дипольный момент в роли диэлектрик конденсатора. Этот метод дает представление о конструкции батареи, производительности нового Топливный элемент конструкции, биомолекулярные взаимодействия и т. д.
Смотрите также
использованная литература
- ^ «Архивная копия» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2014-11-27. Получено 2015-03-22.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (ссылка на сайт)
- ^ https://web.archive.org/web/20150213200342/https://ocw.mit.edu/courses/chemical-engineering/10-626-electrochemical-energy-systems-spring-2011/lecture-notes/MIT10_626S11_lec06. pdf