Kun Róbert (szerk.)

Energiatárolási és akkumulátoripari alapismeretek

Fejezetek a villamosenergia-rendszerek, az elektrokémiai és további energiatárolási technológiák témaköréből


1.10.2. Az elektródreakció potenciálja és a Nernst-féle egyenlet

A elektródreakció esetében az elektródreakció potenciálja (Er) az alábbi általános egyenlettel adható meg:
 
(14)
 
ahol Er az elektródreakció standardpotenciálja (gyakran használt, meglehetősen félreérthető elnevezéssel: standard elektródpotenciál) – azaz a molekuláris hidrogén szolvatált protonná történő oxidációját magában foglaló cellareakció standardpotenciáljának az értéke – ai az i-edik elektroaktív (az elektródreakcióban részt vevő) komponens relatív aktivitása, νi a sztöchiometriai száma. A (redukció irányában felírt) elektródreakciók standardpotenciáljainak értékét táblázatokban szokták közölni.
Az elektródreakció potenciálja felírható az elektródreakció standardpotenciálja (Er) helyett az ún. formális standard elektródpotenciál vagy „formálpotenciál” segítségével is (Er°). A kapott összefüggésben a relatív aktivitások helyett azonban valamilyen összetételi változót használnak, amelyre alsó indexben utalni kell. Például a c anyagmennyiség-koncentrációt használva (a „molaritás” standard értéke c, = 1 mol·dm–3):
 
(15)
 
Hasonlóképpen az Ee egyensúlyi elektródpotenciál is felírható az standard egyensúlyi elektródpotenciál helyett, az úgynevezett formális egyensúlyi elektródpotenciállal:
 
(16)
 
ahol . A fenti két összefüggés mindegyikét szokták Nernst-egyenletnek nevezni.
A formális elektródpotenciál használatakor az elektródreakció, valamint az utóbbi esetben az összehasonlító elektród megadásán kívül a közeg összetételét is egyértelműen fel kell tüntetni. Az egyensúlyi elektródpotenciálra vonatkozó egyenlet gyakorlati szempontból fontos, mert Ee értéke könnyen mérhető. Ezt használják fel például a kémiai analitika úgynevezett potenciometriás módszerei, ui. az Er, illetve Ee és az (vagy ) közötti lineáris összefüggés elegendően nagy idegenelektrolit-koncentráció esetén jól teljesül, mert ilyenkor az ionerősség és ezzel együtt az aktivitási tényező gyakorlatilag nem változik a viszonylag kis koncentrációban jelenlevő i-edik komponens koncentrációjának a változásakor.
Egy olyan fémelektród esetében, ahol az elektródreakció egyenlete
az elektródreakció potenciáljára vonatkozó összefüggés az
 
(17)
 
alakot ölti, hiszen .
Egy olyan elektród esetében, ahol az elektródreakció egyenlete
az elektródreakció potenciálját megadó egyenlet
 
(18)
 
alakú lesz, hiszen .
 

Energiatárolási és akkumulátoripari alapismeretek

Tartalomjegyzék


Kiadó: Akadémiai Kiadó

Online megjelenés éve: 2025

ISBN: 978 963 664 126 9

A kötet átfogó, horizontális tematikával vezeti be az olvasót az akkumulátor értéklánc teljes spektrumába: bemutatja a villamosenergia-piac működését, a telepített energiatárolási megoldásokat, az akkumulátorok járműipari alkalmazása terén az alternatív hajtásláncok felépítését és kulcskomponenseit, valamint részletesen tárgyalja a Li-ion akkumulátorok felépítését, működését, gyártástechnológiáját és a legfrissebb fejlesztési irányokat. Áttekintést nyújt továbbá az akkumulátorok biztonságtechnikájáról, diagnosztikai eljárásairól és az újrahasznosítás legfontosabb szempontjairól. Az olvasó átfogó képet kaphat az elektrokémiai energiatárolás technológiai hátteréről, a mobilitási és telepített tárolási megoldások térnyeréséről, az akkumulátoripar hazai és globális fejlődési irányairól, valamint az ezekhez kapcsolódó lehetőségekről, kihívásokról és szabályozási kérdésekről. A kötet az akkumulátorgyártás alaplépéseitől a jármű- és energiarendszer-integrációig, a töltőinfrastruktúrától a biztonságtechnikai, gazdasági és jogi aspektusokig számos kapcsolódó területet is tárgyal. Hasznos olvasmány lehet gépész-, villamos- és vegyipari mérnökök, mechatronikai és gazdasági szakemberek, autóipari és energiaipari szereplők, valamint a közszféra és az oktatás területén dolgozók számára – de mindazoknak is, akik naprakész, rendszerszintű tudást keresnek az energiatárolás és az elektromobilitás dinamikusan fejlődő világában. A kötet elkészítését a Magyar Akkumulátor Szövetség támogatta.

Hivatkozás: https://mersz.hu/kun-energiatarolasi-es-akkumulatoripari-alapismeretek//

BibTeXEndNoteMendeleyZotero

Kivonat
fullscreenclose
printsave