应用电化学全套课件496p
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《应用电化学》课件
主要为便携式电子设备、电动车 和混合动力汽车等提供动力。
燃料电池应用
主要用于为电动车和无人机等提 供长续航能力。
电池与燃料电池的优化
电池优化
提高能量密度、降低成本、提高安全 性是当前的研究重点。
燃料电池优化
提高效率和降低成本是主要的研究方 向，同时还需要解决氢储存和运输的 问题。
THANKS
感谢观看
通过优化电化学检测器件的响应范围，拓 宽电化学生物传感器的检测范围，使其能 够检测更多种类的目标物质。
降低交叉干扰
微型化和便携化
在生物分子识别元件的设计和制备过程中 ，应尽量避免交叉干扰，提高电化学生物 传感器的特异性。
通过改进制造工艺和材料选择，实现电化 学生物传感器的微型化和便携化，使其更 适用于现场检测和实时监测。
电流流动
02
03
腐蚀速率
在腐蚀过程中，电流在金属表面 流动，导致金属原子或分子的损 失或转移。
腐蚀速率取决于电流密度、电极 反应动力学和反应物质的扩散速 度等因素。
电化学腐蚀类型
宏电池腐蚀
由于金属表面存在电位差异， 形成微电池，导致金属的损失
。
微电池腐蚀
金属表面微小的电位差异导致 微小的电流流动，引起金属的 损失。
质。
电解反应原理
电解反应涉及电子的传递和离子 的迁移，在电极上发生氧化或还
原反应，生成相应的产物。
电解过程的分类
根据电解反应的类型和电极反应 的不同，电解过程可分为分解、
合成、电镀、电解冶炼等。
电解过程的应用
工业生产
电解过程广泛应用于工业生产中，如电解炼铜、电解铝、氯碱工 业等，通过电解反应将原料转化为产品。
应用电化学的原理
燃料电池应用
主要用于为电动车和无人机等提 供长续航能力。
电池与燃料电池的优化
电池优化
提高能量密度、降低成本、提高安全 性是当前的研究重点。
燃料电池优化
提高效率和降低成本是主要的研究方 向，同时还需要解决氢储存和运输的 问题。
THANKS
感谢观看
通过优化电化学检测器件的响应范围，拓 宽电化学生物传感器的检测范围，使其能 够检测更多种类的目标物质。
降低交叉干扰
微型化和便携化
在生物分子识别元件的设计和制备过程中 ，应尽量避免交叉干扰，提高电化学生物 传感器的特异性。
通过改进制造工艺和材料选择，实现电化 学生物传感器的微型化和便携化，使其更 适用于现场检测和实时监测。
电流流动
02
03
腐蚀速率
在腐蚀过程中，电流在金属表面 流动，导致金属原子或分子的损 失或转移。
腐蚀速率取决于电流密度、电极 反应动力学和反应物质的扩散速 度等因素。
电化学腐蚀类型
宏电池腐蚀
由于金属表面存在电位差异， 形成微电池，导致金属的损失
。
微电池腐蚀
金属表面微小的电位差异导致 微小的电流流动，引起金属的 损失。
质。
电解反应原理
电解反应涉及电子的传递和离子 的迁移，在电极上发生氧化或还
原反应，生成相应的产物。
电解过程的分类
根据电解反应的类型和电极反应 的不同，电解过程可分为分解、
合成、电镀、电解冶炼等。
电解过程的应用
工业生产
电解过程广泛应用于工业生产中，如电解炼铜、电解铝、氯碱工 业等，通过电解反应将原料转化为产品。
应用电化学的原理
应用电化学PPT课件
（3）一次电池 电池中的反应物质进行一次电化学反应放电之后，就不能再次利用，如干电池。这种电池造成严重的材料浪费和环境污染。
2、 性能指标
（1）容量：是指1A电流持续通过1h所给出的电量（It)，按Faraday定律计算得到的。
（2）理论质量比能量：是指1Kg反应物所产生的电能（W•h • Kg)。
六、新型化学电源
1、锂电池
2、导电高聚物电池
3、液结光伏电池
Li 离子电池
Li 离子电池的工作原理
负极： 石墨，焦炭
正极：
负极反应：
正极反应：
总反应：
Li 离子电池
Li离子电池的结构示意图Leabharlann 负极正极锂离子
Li 离子电池
Li离子电池的优点：
1。通讯，如手机；
Li离子电池的用途：
应用电化学
二、 化学电源的性能指标
1、 化学电源的分类
2、 性能指标
（1）燃料电池 又称为连续电池，一般以天然燃料或其它可燃物质如氢气、甲醇、天然气、煤气等作为负极的反应物质，以氧气作为正极反应物质组成燃料电池。
1、化学电源分类
（2）二次电池 又称为蓄电池。这种电池放电后可以充电，使活性物质基本复原，可以重复、多次利用。如常见的铅蓄电池和其它可充电电池等。
1。重量轻（从金属壳到塑料壳），能量密度大；
2。优良、安全，有防暴阀，无环境污染；
3。循环寿命较长；
4。成本较低。
2。电子器件，电脑等；
3。人造器官用电，如心脏起博器等。
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（3）化学电源的寿命包括使用寿命、充放寿命和贮存寿命。
三 、一次电池
2、 性能指标
（1）容量：是指1A电流持续通过1h所给出的电量（It)，按Faraday定律计算得到的。
（2）理论质量比能量：是指1Kg反应物所产生的电能（W•h • Kg)。
六、新型化学电源
1、锂电池
2、导电高聚物电池
3、液结光伏电池
Li 离子电池
Li 离子电池的工作原理
负极： 石墨，焦炭
正极：
负极反应：
正极反应：
总反应：
Li 离子电池
Li离子电池的结构示意图Leabharlann 负极正极锂离子
Li 离子电池
Li离子电池的优点：
1。通讯，如手机；
Li离子电池的用途：
应用电化学
二、 化学电源的性能指标
1、 化学电源的分类
2、 性能指标
（1）燃料电池 又称为连续电池，一般以天然燃料或其它可燃物质如氢气、甲醇、天然气、煤气等作为负极的反应物质，以氧气作为正极反应物质组成燃料电池。
1、化学电源分类
（2）二次电池 又称为蓄电池。这种电池放电后可以充电，使活性物质基本复原，可以重复、多次利用。如常见的铅蓄电池和其它可充电电池等。
1。重量轻（从金属壳到塑料壳），能量密度大；
2。优良、安全，有防暴阀，无环境污染；
3。循环寿命较长；
4。成本较低。
2。电子器件，电脑等；
3。人造器官用电，如心脏起博器等。
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（3）化学电源的寿命包括使用寿命、充放寿命和贮存寿命。
三 、一次电池
应用电化学课件第三章化学电源
应当注意的是，在选择电极活性物质时，不能只看 平衡电位数值的高低，还要看（1）它在介质中的稳定 性（2）材料来源（若组成电池，它具有很高的电动势，但由于Li只 适用与非水溶剂电解质，F2是活性的气体，不易储存和
4. 电池外壳 电池外壳作为容器，应耐腐蚀，且具有一定的强度。
1.2 化学电源的分类： 化学电源分类的方法很多，通常有如下几种： 1.按电池的工作性质分类： （1）原电池（一次电池）：这种电池中的活性物质消
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2019/11/13
15
化学电源—第一章 化学电源基本知识
负极：bBnedD
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2019/11/13
19
化学电源—第一章 化学电源基本知识
E aa 则： E=- nF G
RTln nF
c
c a
d
d b平 平
aa A B
E = - n G F 0 （ G 0 ） 正 n （ F G 0 ） 负 正 平 负 平
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2019/11/13
7
化学电源—第一章 化学电源基本知识
③环保问题为电池的发展提出了新的要求
一次电池的大量使用造成了资源的浪费，为了节约 资源，２０世纪８０～９０年代研究的重点是可重 复使用的二次电池，原有的一次电池也向二次电池 转向。为了保护环境及人体的健康，禁止在电池中 使用有害元素，尽管Ｃｄ-Ｎｉ电池性能优异，而且 技术不断成熟，却开发了取代它的ＭＨ-Ｎｉ电池。 汽车工业中大量使用的铅酸电池已经实现了密闭化 和免维护。
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2019/11/13
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化学电源—第一章 化学电源基本知识
4. 电池外壳 电池外壳作为容器，应耐腐蚀，且具有一定的强度。
1.2 化学电源的分类： 化学电源分类的方法很多，通常有如下几种： 1.按电池的工作性质分类： （1）原电池（一次电池）：这种电池中的活性物质消
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化学电源—第一章 化学电源基本知识
负极：bBnedD
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化学电源—第一章 化学电源基本知识
E aa 则： E=- nF G
RTln nF
c
c a
d
d b平 平
aa A B
E = - n G F 0 （ G 0 ） 正 n （ F G 0 ） 负 正 平 负 平
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化学电源—第一章 化学电源基本知识
③环保问题为电池的发展提出了新的要求
一次电池的大量使用造成了资源的浪费，为了节约 资源，２０世纪８０～９０年代研究的重点是可重 复使用的二次电池，原有的一次电池也向二次电池 转向。为了保护环境及人体的健康，禁止在电池中 使用有害元素，尽管Ｃｄ-Ｎｉ电池性能优异，而且 技术不断成熟，却开发了取代它的ＭＨ-Ｎｉ电池。 汽车工业中大量使用的铅酸电池已经实现了密闭化 和免维护。
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化学电源—第一章 化学电源基本知识
应用电化学PPT课件
应用电化学发展趋势与挑战
发展趋势
随着新能源、环保等领域的快速发 展，应用电化学在能源存储与转换、 环境电化学等方面呈现出广阔的应 用前景。
挑战
应用电化学面临着电极材料性能、 反应机理、稳定性等方面的挑战， 需要加强基础研究和应用创新。
学生自我评价与建议
自我评价
通过本课程的学习，我对应用电化学有了更深入的了解，掌握了基本的电化学 知识和实验技能，但在理论理解和实践应用方面还需加强。
03
CATALOGUE
电化学应用技术
电镀与电沉积技术
电镀原理
通过电解作用在金属表面沉积一层金属或合金，以改善其表面性 能。
电镀种类
包括镀铬、镀锌、镀金、镀银等多种类型，广泛应用于机械制造、 电子电器等领域。
电沉积技术
利用电化学原理在导体或半导体表面沉积金属、合金或化合物，制 备具有特定功能的薄膜材料。
通过测量电解过程中电流-电压曲线 变化，对环境中的污染物进行定性和 定量分析。
06
CATALOGUE
电化学实验方法与技术
电化学实验安全知识
实验室安全规则
必须遵守实验室各项安 全规定，注意防火、防 爆、防毒等。
仪器安全使用
使用电器设备时，应注 意防止触电和短路；使 用高温设备时，应防止 烫伤和火灾。
应用电化学PPT课件
CATALOGUE
目 录
• 引言 • 电化学基础知识 • 电化学应用技术 • 电化学在能源领域的应用 • 电化学在环境领域的应用 • 电化学实验方法与技术 • 课程总结与展望
01
CATALOGUE
引言
电化学概述
电化学是研究电与化学变化之间 相互关系的科学，涉及电能与化
学能之间的转换。
应用电化学演示课件(PPT)整理版
2024/1/30
5
原电池与电解池工作原理
原电池
将化学能转化为电能的装置，其工作原理基于氧化还原反应 。
电解池
在外加电压作用下，使电解质溶液发生电解反应的装置。
2024/1/30
6
离子导体与电子导体特性
离子导体
依靠离子的迁移来导电的物质，如电解质溶液和离子晶体。
电子导体
依靠自由电子的迁移来导电的物质，如金属和石墨。
2024/1/30
22
05
电化学传感器技术及应用
2024/1/30
23
电化学传感器基本原理及类型
电化学传感器定义
利用电化学原理将被测物质浓度 转换为电信号进行检测的器件。
2024/1/30
工作原理
基于被测物质与敏感电极之间的化 学反应，通过测量电极电位、电流 等电学量实现物质浓度检测。
类型
根据敏感电极材料和反应原理不同 ，可分为电位型、电流型、电导型 和电容型等。
碳基超级电容器研究进展
碳材料作为电极
具有高比表面积、良好导电性和化学稳定性等特点，是超级电容器的主要电极材料。
研究进展
近年来，碳纳米管、石墨烯等新型碳材料的出现为碳基超级电容器的发展带来了新的突破，提高了其能量密度和 功率密度。
2024/1/30
20
金属氧化物超级电容器性能分析
金属氧化物电极
如RuO2、MnO2等，具有较高的理论比电容和优异的电化学性能。
2024/1/30
13
锂离子电池结构组成与工作原理
01
02
03
结构组成
正极、负极、隔膜、电解 液
2024/1/30
工作原理
锂离子在正负极之间往返 嵌入和脱出，实现充放电 过程
第10章 应用电化学2 优质课件
即溶液pH应控制在大于2.72
第十章 应用电化学
§10.3金属的电化学腐蚀和防护
金属的腐蚀:
金属的表面和周围介质发生了化学作用 或电化学作用,因而使金属受到损坏的现象, 通常称为金属的腐蚀.
金属腐蚀造成的废旧钢铁
金属腐蚀造成的水污染
金属腐蚀分两类： （1）化学腐蚀 金属表面与介质如气体或非电 解质液体等因发生化学作用而引起的腐蚀，称为 化学腐蚀。化学腐蚀作用进行时无电流产生。
氧电极的E(Ox|Red)- pH图
氧电极的E(Ox|Red)- pH图
H2(pH2)|H2SO4(aq)|O2(pO2) 氧电极：O2+4H++4e - →2H2O
E(O2，H 2 O)
=E $
(O2，H
2 O)+
RT 4F
ln(aO2
a4 H+
)
1.229V+ RT ln( pO2 ) 0.0592pH 4F p$
1
2
0.41V
两种二价金属离子
M
2
,
M
2 2
,
c
1mol
dm3 ,
1
2
0.21V
四、两种离子共同析出
条件： 1，析 2，析
1
RT nF
ln c1
1
2
RT nF
ln c2
2
例： Sn2
0.136V
,
第十章 应用电化学
§10-2 实际电解过程
一、电解定律和电能效率 1.电解定律：
m MQ M It nF nF
第十章 应用电化学
§10.3金属的电化学腐蚀和防护
金属的腐蚀:
金属的表面和周围介质发生了化学作用 或电化学作用,因而使金属受到损坏的现象, 通常称为金属的腐蚀.
金属腐蚀造成的废旧钢铁
金属腐蚀造成的水污染
金属腐蚀分两类： （1）化学腐蚀 金属表面与介质如气体或非电 解质液体等因发生化学作用而引起的腐蚀，称为 化学腐蚀。化学腐蚀作用进行时无电流产生。
氧电极的E(Ox|Red)- pH图
氧电极的E(Ox|Red)- pH图
H2(pH2)|H2SO4(aq)|O2(pO2) 氧电极：O2+4H++4e - →2H2O
E(O2，H 2 O)
=E $
(O2，H
2 O)+
RT 4F
ln(aO2
a4 H+
)
1.229V+ RT ln( pO2 ) 0.0592pH 4F p$
1
2
0.41V
两种二价金属离子
M
2
,
M
2 2
,
c
1mol
dm3 ,
1
2
0.21V
四、两种离子共同析出
条件： 1，析 2，析
1
RT nF
ln c1
1
2
RT nF
ln c2
2
例： Sn2
0.136V
,
第十章 应用电化学
§10-2 实际电解过程
一、电解定律和电能效率 1.电解定律：
m MQ M It nF nF
应用电化学PPT课件
• 对环境污染小：没有硫氧化物和氮氧化物的
排放，也降低了二氧化碳的排放，噪音排放 也因无机械振动而降低。
• 燃料使用范围广，电池负荷反应快，响应高
等优点。
13
金属腐蚀防护
• 金属腐蚀在生活中十分常见，全世界每年因
腐蚀而造成的金属损失相当于全世界金属产 量的1/4以上，我国因腐蚀造成的经济损失 达200亿以上。因此金属腐蚀防护研究具有 很高的现实意义。
促进了社会经济的发展,对解决人类社会面 临的能源、交通、材料、环保、信息、生命 等问题,已经作出并正在作出巨大的贡献。
2
应用电化学在国民经济中的应用 • 化学电池与燃料电池 • 金属腐蚀保护 • 金属精炼与表面精饰 • 电化学传感器
3
化学电池与燃料电池
• 一、燃料电池基本介绍 • 二、燃料电池工作原理 • 三、燃料电池应用举例 • 四、燃料电池前景展望
15
阴极保护
• 当PH在0~9之间时，可
以通过将铁的电势降低 到Fe2+/Fe的平衡电位 0.6V以下，使之进入稳 定区（虚线位置）来避 免腐蚀。具体是将金属 与直流电源阴极相连， 从而保护金属，这种方 法称为阴极保护。在防 护金属设备被海水腐蚀 上非常有效。
16
阳极保护
• 将金属与直流电源阳极连
11
• 索尼公司研发出一种锂燃料电池，利用甲醇作燃料，
可用于手机、MP3等电子设备的瞬间充电，用锂聚合 物控制作用，克服了传统燃料电池功率不足的缺点， 瞬间电流可达3W。
12
燃料电池的展望
• 燃料电池作为新型燃料电池，具有以下优势： • 能量转化效率高：不经过燃烧，直接将化学
能转化为电能，不受卡诺循环节制，效率可 达45%~60%，而火力发电站和核电站只有 30%~40%
排放，也降低了二氧化碳的排放，噪音排放 也因无机械振动而降低。
• 燃料使用范围广，电池负荷反应快，响应高
等优点。
13
金属腐蚀防护
• 金属腐蚀在生活中十分常见，全世界每年因
腐蚀而造成的金属损失相当于全世界金属产 量的1/4以上，我国因腐蚀造成的经济损失 达200亿以上。因此金属腐蚀防护研究具有 很高的现实意义。
促进了社会经济的发展,对解决人类社会面 临的能源、交通、材料、环保、信息、生命 等问题,已经作出并正在作出巨大的贡献。
2
应用电化学在国民经济中的应用 • 化学电池与燃料电池 • 金属腐蚀保护 • 金属精炼与表面精饰 • 电化学传感器
3
化学电池与燃料电池
• 一、燃料电池基本介绍 • 二、燃料电池工作原理 • 三、燃料电池应用举例 • 四、燃料电池前景展望
15
阴极保护
• 当PH在0~9之间时，可
以通过将铁的电势降低 到Fe2+/Fe的平衡电位 0.6V以下，使之进入稳 定区（虚线位置）来避 免腐蚀。具体是将金属 与直流电源阴极相连， 从而保护金属，这种方 法称为阴极保护。在防 护金属设备被海水腐蚀 上非常有效。
16
阳极保护
• 将金属与直流电源阳极连
11
• 索尼公司研发出一种锂燃料电池，利用甲醇作燃料，
可用于手机、MP3等电子设备的瞬间充电，用锂聚合 物控制作用，克服了传统燃料电池功率不足的缺点， 瞬间电流可达3W。
12
燃料电池的展望
• 燃料电池作为新型燃料电池，具有以下优势： • 能量转化效率高：不经过燃烧，直接将化学
能转化为电能，不受卡诺循环节制，效率可 达45%~60%，而火力发电站和核电站只有 30%~40%
应用电化学电化学理论基础PPT课件
电化学脱硝技术
利用电化学方法将废气中的氮氧化物转化为氮气和水等无害物质。
重金属离子回收技术展示
01
电镀废液处理
通过电解作用将废液中的重金属 离子还原为金属单质，实现重金 属的回收和废液的净化。
02
电池回收技术
03
电化学冶金技术
利用电化学方法将废旧电池中的 重金属离子提取出来，实现资源 的再利用。
通过电解作用从矿石或冶金废渣 中提取金属或其化合物，实现资 源的综合利用。
燃料电池类型
详细介绍质子交换膜燃料电池 （PEMFC）、固体氧化物燃料电池 （SOFC）、碱性燃料电池（AFC）等 主流燃料电池的特点及应用领域。
锂离子电池工作原理及性能评估
锂离子电池工作原理
深入解析锂离子电池的充放电过程，包括锂离子在正负极之间的 嵌入和脱出机制。
电池性能评估指标
介绍锂离子电池性能评估的主要指标，如能量密度、功率密度、 循环寿命、安全性等。
迁移过程
离子在电场作用下的定向移动，形成 电流。
界面现象及双电层结构
界面现象
不同相之间的界面上发生的特殊现象，如吸附、润湿、电毛细现象 等。
双电层结构
电极与电解质溶液界面上的电荷分布结构，包括紧密层和分散层。 紧密层内电荷密度高，分散层内电荷密度逐渐降低。
02
应用电化学领域概述
能源转换与储存技术
06
总结回顾与拓展思考
关键知识点总结回顾
电化学基本概念
包括电解质、电极、电位等核心概念的定义与性 质。
电化学体系分析
介绍不同类型电化学体系的组成、工作原理及应 用，如原电池、电解池和腐蚀电池等。
电化学反应原理
阐述电化学反应的基本过程，包括电荷转移、物 质传递和界面反应等。
利用电化学方法将废气中的氮氧化物转化为氮气和水等无害物质。
重金属离子回收技术展示
01
电镀废液处理
通过电解作用将废液中的重金属 离子还原为金属单质，实现重金 属的回收和废液的净化。
02
电池回收技术
03
电化学冶金技术
利用电化学方法将废旧电池中的 重金属离子提取出来，实现资源 的再利用。
通过电解作用从矿石或冶金废渣 中提取金属或其化合物，实现资 源的综合利用。
燃料电池类型
详细介绍质子交换膜燃料电池 （PEMFC）、固体氧化物燃料电池 （SOFC）、碱性燃料电池（AFC）等 主流燃料电池的特点及应用领域。
锂离子电池工作原理及性能评估
锂离子电池工作原理
深入解析锂离子电池的充放电过程，包括锂离子在正负极之间的 嵌入和脱出机制。
电池性能评估指标
介绍锂离子电池性能评估的主要指标，如能量密度、功率密度、 循环寿命、安全性等。
迁移过程
离子在电场作用下的定向移动，形成 电流。
界面现象及双电层结构
界面现象
不同相之间的界面上发生的特殊现象，如吸附、润湿、电毛细现象 等。
双电层结构
电极与电解质溶液界面上的电荷分布结构，包括紧密层和分散层。 紧密层内电荷密度高，分散层内电荷密度逐渐降低。
02
应用电化学领域概述
能源转换与储存技术
06
总结回顾与拓展思考
关键知识点总结回顾
电化学基本概念
包括电解质、电极、电位等核心概念的定义与性 质。
电化学体系分析
介绍不同类型电化学体系的组成、工作原理及应 用，如原电池、电解池和腐蚀电池等。
电化学反应原理
阐述电化学反应的基本过程，包括电荷转移、物 质传递和界面反应等。
应用电化学课件
应用电化学课件目录•电化学基础•电化学应用•电极材料•电化学性能测试与表征•电化学在能源领域的应用•电化学在环境领域的应用•电化学在生物医学领域的应用01电化学基础电化学体系原电池将化学能转变为电能的装置，如丹尼尔电池、铅蓄电池等。
电解池通过外加电源使电解质溶液或熔融电解质发生电解反应的装置，如电解水、电解熔融氯化钠等。
电镀池利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程，如镀锌、镀银等。
电极上发生的氧化或还原反应，决定电池的电压和电流。
电极反应电极电位电极极化电极反应的趋势和程度，受温度、压力、浓度等因素影响。
电极上有电流通过时，电极电位偏离平衡电位的现象。
030201电极过程在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物，如酸、碱、盐等。
电解质电解质溶液中正负离子在电场作用下的定向移动。
离子迁移衡量电解质溶液导电能力的物理量，与溶液中离子浓度和迁移率有关。
电导率电解质溶液02电化学应用1 2 3介绍干电池、铅酸电池、锂离子电池等常见电池的工作原理、性能特点及应用领域。
电池种类与工作原理阐述燃料电池的工作原理，包括氢氧燃料电池、直接甲醇燃料电池等，以及关键技术和挑战。
燃料电池原理与技术讲解电池性能的主要评价指标，如电压、容量、能量密度、功率密度等，以及测试方法和标准。
电池性能评价电池与燃料电池03电镀层性能评价讲解电镀层性能的主要评价指标，如结合力、耐腐蚀性、硬度等，以及测试方法和标准。
01电解原理及应用阐述电解的基本原理，包括电解质的选择、电极反应和电解过程控制等，以及电解在冶金、化工等领域的应用。
02电镀原理及技术介绍电镀的基本原理，包括电镀液的组成、电极过程、镀层结构和性能等，以及电镀工艺和设备。
电解与电镀阐述电化学传感器的工作原理，包括离子选择性电极、气敏电极、生物传感器等，以及传感器的响应机制和选择性。
电化学传感器原理介绍电化学传感器在环境监测、生物医学、食品安全等领域的应用，如pH 计、血糖仪、气体检测仪等。
电化学及应用 ppt课件
共同点 金属原子失去电子变成阳离子而损耗
是否构成原电池
无原电池
构成无数微小原电池
有无电流
无电流
有弱电流
实 质 金属被腐蚀 较活泼金属被腐蚀
电化学腐蚀比化学腐蚀普遍得多
钢铁的电化学腐蚀
比较项目
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
发生条件
钢铁外表吸附的水膜酸 性较強时
钢铁外表吸附的水膜酸 性较弱或呈中性时
电 负极 极
Fe - 2e- =
〔Pt、Au、石墨〕 阴离子优先放电
Rn- - ne = R
阴极 一定是溶液中易得电子的阳离子优先放电
Rn+ + ne = R
用惰性电极电解电解质溶液的规律
〔1〕电解水型 〔NaOH、H2SO4、K2SO4等〕的电解
阴极：4H+ + 4e-
2H2
阳极：4OH- - 4e-
O2 + 2H2O
总反响式： 2H2O 电解 2H2 + O2
电极反应
阴极 接电源负极
电子流入 Nm+ + me－ = N
(还原反应)
阳极 接电源正极
电子流出
Rn－ – ne－= R M – ne－= Mn+
(氧化反应)
电极质量变化 增大或不变
减小或不变
离子移动方向 阳离子移向该极 阴离子移向该极
电解池的任务原理
氧化反响 Rn－－ne－＝R
e－＋ － e －
(4)反响原理: 正极: 2H2+4OH － －4e-＝4H2O 负极: O2＋2H2O ＋ 4e-＝4OH －
总反响：2H2＋O2＝2H2O
以甲烷作燃料的燃料电池
电极为金属铂，电解质为KOH，在两极分别通入甲烷和氧气。
应用电化学第一章绪论和溶液理论幻灯片
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主讲：易捷
2021/5/17
3. 在电化学合成领域的应用。电化学方法可以制取 氢、氧、过硫酸盐、高氯酸盐、氯气，氟、己二腈 及碱类等其他物质。
4.电化学在环境保护技术中的应用，如用化学电源 代替内燃机作为动力电源可以大大减少环境污染的 机会。再如在环境污染的治理方面，不但电解法被 大量用于污水治理，而且还可以借助于电渗析和应 用原电池处理污水。
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主讲：易捷
2021/5/17
二 发展各类材料（特别是绿色化材料）的电化学制备新方法对 持续发展具有重要意义
1．电化学方法制备新型环境友好和生物医用材料； 2．新型低能耗的电化学制备材料方法； 3．基于电化学原理的新型微米/纳米加工方法； 4．基于离子液体体系的电化学新方法等； 5．材料保护、防腐、循环使用(包括材料表面处理)的电化学新 方法。
应用电化学第一章绪论和 溶液理论幻灯片
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主讲：易捷
2021/5/17
参考教材
1.<<应用电化学>>贾梦秋,杨文胜主编,高等教育出 版社
2.<<应用电化学>>杨辉,卢文庆编,科学出版社
这是由国家自然科学基金委员会组织，中国化学会电化 学专业委员会和复旦大学化学系协办的电化学"十一五"学科发 展规划化会制定的。 吴浩清院士、田昭武院士、查全性院士、 杨裕生院士和衣宝濂院士等10多位专家从能源、材料、生命、 信息、环境以及纳米科学角度作了引导发言或主题报告，介绍 了电化学科学和技术的未来发展方向和我国电化学基础研究的 战略发展重点。最后制定了电化学“十一五”学科发展规划.
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electrochemical processes and reactions; 4. 电话学研究的策略与思想-The philosophy and strategies in
electrochemical studies
电化学发展史
History of more than two centuries
Methods for
studying the
...
interface
电化学作为技术的研究范围
energy Batteries
Electrolysis & electrosynthesis
resources
Electrochemical protection of materials
environments
常州大学研究生课程
应用电化学
主要参考书
1. A. J. Bard著，邵元华等译，《电化学方法-原理和应用》， 化学工 业出版社， 2005年
2. 查全性著，《电极过程动力学导论》科学出版社，2002年，第三版 3. 李荻编 《电化学原理》北京航天航空大学出版社，1999年 4. David K. Gosser, Jr. Cyclic voltammetry - simulation and analysis of
Thermodyna-
mics 1834 法拉第 Faraday (England ）
Faraday law
1870 Helmholtz (Germany ) theory for electric double layer
Electroche- 1889 能斯特 Nernst（ Germanny）
Quantum and computation mechanics（theoretic and computational electrochemistry）
Material science （material electrochemistry） Nanoscience and nanotechnology （Nano-electrochemistry） ......
of matters
Electric power
Energy conversion
Chemical power
电化学作为基础科学的研究范围
Solid-liquid interface
Interfacial charge transfer
Mass transport
Electrochemistry
Interfacial adsorption
Electric phenomena /
processes
Electrochemical reactions
Chemical phenomena /
processes
Charge formation & transfer
Electrochemical Science &
Technologies
formation & transformation
mistry
现代电化学
涉及的学科领域：
Chemistry, Physics, Mathematics Spectroscopes (spectroscopic electrochemistry) Biological science （bio-electrochemistry） Environmental science（environmental electrochemistry）
Nernst equation
mical kinetics
1905 塔菲尔 Tafel (Germanny ）
Tafel equation
1920s-70s Butler, Vomer, Frumkin, Bockris, Bard ….
Modern electroche
1970s-
Electrochemistry at molecular and atomic level
reaction mechanisms 1993 VCH publishers, Inc.
课程内容
1. 电化学基础理论 2. 电催化动力学 3. 锂离子电池 4. 电化学电容器 5. 燃料电池
第一章 电化学基础理论
1. 电化学发展简史-A historical view of electrochemical science 2. 电化学研究对象-What does electrochemistry deal with ? 3. 电化学过程和电化学反应的特点-The features of
• 研究发生在电极与电解质界面的现象、过程和反应（The phenomena, processes and reactions occurring at interface between an electronic conductor (electrode) and an ionic conductor (electrolyte) ）
• 研究化学能与电能之间相互转换的原理与技术（The laws and the technologies conቤተ መጻሕፍቲ ባይዱerning the conversion between chemical energy and electrical energy）
• 研究化学现象与电现象的相关性（Interrelation between chemical phenomena (chemical reactions, chemical changes, etc.) and electric phenomena (charge, current, potential, electric field, etc.)）
1791 伽伐尼Galvani （Italy） biological electric phenomena
1799 伏打Volta （ Italy ） Volta cell
Electrochemi- 1800 尼科尔森-卡莱尔 Nicholson - Carlisle（England）
cal
water electrolysis
Electrochemistry
Electrochemical treatments of wastes
Electrochemical sensors
health
Electrochemical therapy
电化学研究对象 What does Electrochemistry deal with ?
electrochemical studies
电化学发展史
History of more than two centuries
Methods for
studying the
...
interface
电化学作为技术的研究范围
energy Batteries
Electrolysis & electrosynthesis
resources
Electrochemical protection of materials
environments
常州大学研究生课程
应用电化学
主要参考书
1. A. J. Bard著，邵元华等译，《电化学方法-原理和应用》， 化学工 业出版社， 2005年
2. 查全性著，《电极过程动力学导论》科学出版社，2002年，第三版 3. 李荻编 《电化学原理》北京航天航空大学出版社，1999年 4. David K. Gosser, Jr. Cyclic voltammetry - simulation and analysis of
Thermodyna-
mics 1834 法拉第 Faraday (England ）
Faraday law
1870 Helmholtz (Germany ) theory for electric double layer
Electroche- 1889 能斯特 Nernst（ Germanny）
Quantum and computation mechanics（theoretic and computational electrochemistry）
Material science （material electrochemistry） Nanoscience and nanotechnology （Nano-electrochemistry） ......
of matters
Electric power
Energy conversion
Chemical power
电化学作为基础科学的研究范围
Solid-liquid interface
Interfacial charge transfer
Mass transport
Electrochemistry
Interfacial adsorption
Electric phenomena /
processes
Electrochemical reactions
Chemical phenomena /
processes
Charge formation & transfer
Electrochemical Science &
Technologies
formation & transformation
mistry
现代电化学
涉及的学科领域：
Chemistry, Physics, Mathematics Spectroscopes (spectroscopic electrochemistry) Biological science （bio-electrochemistry） Environmental science（environmental electrochemistry）
Nernst equation
mical kinetics
1905 塔菲尔 Tafel (Germanny ）
Tafel equation
1920s-70s Butler, Vomer, Frumkin, Bockris, Bard ….
Modern electroche
1970s-
Electrochemistry at molecular and atomic level
reaction mechanisms 1993 VCH publishers, Inc.
课程内容
1. 电化学基础理论 2. 电催化动力学 3. 锂离子电池 4. 电化学电容器 5. 燃料电池
第一章 电化学基础理论
1. 电化学发展简史-A historical view of electrochemical science 2. 电化学研究对象-What does electrochemistry deal with ? 3. 电化学过程和电化学反应的特点-The features of
• 研究发生在电极与电解质界面的现象、过程和反应（The phenomena, processes and reactions occurring at interface between an electronic conductor (electrode) and an ionic conductor (electrolyte) ）
• 研究化学能与电能之间相互转换的原理与技术（The laws and the technologies conቤተ መጻሕፍቲ ባይዱerning the conversion between chemical energy and electrical energy）
• 研究化学现象与电现象的相关性（Interrelation between chemical phenomena (chemical reactions, chemical changes, etc.) and electric phenomena (charge, current, potential, electric field, etc.)）
1791 伽伐尼Galvani （Italy） biological electric phenomena
1799 伏打Volta （ Italy ） Volta cell
Electrochemi- 1800 尼科尔森-卡莱尔 Nicholson - Carlisle（England）
cal
water electrolysis
Electrochemistry
Electrochemical treatments of wastes
Electrochemical sensors
health
Electrochemical therapy
电化学研究对象 What does Electrochemistry deal with ?