The Tafel equation is an equation in electrochemical kinetics relating the rate of an electrochemical reaction to the overpotential. The Tafel equation was first deduced experimentally and was later shown to have a theoretical justification. The equation is named after Swiss chemist Julius Tafel." It describes how the electrical current through an electrode depends on the voltage difference between the electrode and the bulk electrolyte for a simple, unimolecular redox reaction ".
Where an electrochemical reaction occurs in two half reactions on separate electrodes, the Tafel equation is applied to each electrode separately. On a single electrode the Tafel equation can be stated as:
where
the plus sign under the exponent refers to an anodic reaction, and a minus sign to a cathodic reaction,
overpotential, V
"Tafel slope", V
current density, A/m2
"exchange current density", A/m2.
A verification plus further explanation for this equation can be found here. The Tafel equation is an approximation of the Butler-Volmer equation in the case of . "[ The Tafel equation ] assumes that the concentrations at the electrode are practically equal to the concentrations in the bulk electrolyte, allowing the current to be expressed as a function of potential only. In other words, it assumes that the electrode mass transfer rate is much greater than the reaction rate, and that the reaction is dominated by the slower chemical reaction rate ". Also, at a given electrode the Tafel equation assumes that the reverse half reaction rate is negligible compared to the forward reaction rate.
The exchange current is the current at equilibrium, i.e. the rate at which oxidized and reduced species transfer electrons with the electrode. In other words, the exchange current density is the rate of reaction at the reversible potential (when the overpotential is zero by definition). At the reversible potential, the reaction is in equilibrium meaning that the forward and reverse reactions progress at the same rates. This rate is the exchange current density.
Cette page est générée automatiquement et peut contenir des informations qui ne sont pas correctes, complètes, à jour ou pertinentes par rapport à votre recherche. Il en va de même pour toutes les autres pages de ce site. Veillez à vérifier les informations auprès des sources officielles de l'EPFL.
La cinétique électrochimique s'intéresse à l'étude de la vitesse des réactions électrochimiques. Une réaction électrochimique est une réaction d'oxydo-réduction inter faciale : la réaction a lieu à l'interface entre une électrode et un électrolyte. Deux processus complémentaires interviennent dans la réaction électrochimique : le transfert électronique entre l'électrode et l'électrolyte le transport de matière de ces espèces redox du sein de la solution jusqu'à la surface de l'électrode : ce transport peut avoir lieu par diffusion, convection et migration En première approche on peut traiter une étape élémentaire de transfert de charge en suivant le modèle de Butler-Volmer que l'on doit à John Alfred Valentine Butler et à Max Volmer.
En électrochimie, l'équation de Nernst donne la tension d'équilibre (E) de l'électrode par rapport au potentiel standard (E) du couple redox mis en jeu. Elle n'a de sens que si un seul couple redox est présent en solution (l'équation de Nernst ne s'applique donc pas aux potentiels mixtes) et que si les deux espèces de ce couple sont présentes. Soit la demi-réaction redox suivante toujours présentée dans le sens de la réduction.
La loi de Tafel en électrochimie relie la surtension entre les électrodes à la densité de courant. L'équation de Tafel fut tout d'abord une loi empirique, déterminée expérimentalement, et qui a fait l'objet, plus tardivement, d'une mise en contexte théorique. Cette loi doit son nom au chimiste suisse Julius Tafel (1862-1918). Elle s'applique à diverses applications de l'électrochimie : pile à combustible, électrolyseur ou galvanoplastie.
Séances de cours associées (59)
Les étudiants intègrent les notions de potentiels électriques, de niveau de Fermi de l'électron et appliquent l'équation de Nernst. Ils comprennent la conductivité ionique en solution et la distributi
This course builds upon the underlying theory in thermodynamics, reaction kinetics, and transport and applies these methods to electrosynthesis, fuel cell, and battery applications. Special focus is p
This course covers the fundamental and applied aspects of electrocatalysis related to renewable energy conversion and storage. The focus is on catalysis for hydrogen evolution, oxygen evolution, and C
Se plonge dans la cinétique électrochimique, couvrant les piles à combustible, l'équation de Butler-Volmer, les courbes courant-tension et la résistance de transfert de charge.
Explore la cinétique du transfert d'électrons en photochimie, couvrant la théorie de Marcus, la formation du complexe précurseur et les surfaces énergétiques potentielles.
Explore la théorie DLVO pour la stabilité colloïdale et le potentiel membranaire, ainsi que des concepts d'électrochimie dynamique comme les cellules galvaniques et la loi de Nernst.