电化学基础_物质守恒与法拉第定律及其应用.pdfVIP

第1 卷 第2 期 储 能 科 学 与 技 术 Vol.1 No.2 2012 年11 月 Energy Storage Science and Technology Nov. 2012 专家讲座 编者按 储能科学与技术是电网调峰、区域能源系统、可再生能源大规模利用及节能减排的重要支撑，对我国能源可持续发展战 略具有举足轻重的作用。由于储能技术具有十分强烈的学科交叉特点，涉及物理、化学、先进材料、过程工程、热力学、机 械工程、能源工程、电力电子等学科，加深对这些学科基础知识的认知和理解是发展储能科学与技术的前提，对于储能领域 的科研与技术人员十分重要。《储能科学与技术》作为我国乃至国际上储能领域的开创性期刊和交流平台，将推动我国储能 技术在战略性新兴产业领域占据制高点，并肩负着普及储能科学基础知识的使命。因此，在专家及读者的要求下，本刊特设 “专家讲座”栏目，刊登介绍不同储能技术的学科基础及发展脉络的文章，以期吸引更多的专家学者及管理者认识储能、关 注储能、参与储能！本期刊登清华大学王保国教授课题组撰写的有关电化学储能的系列文章之一。电化学储能装置技术涉及 电化学理论、电解质溶液理论、电池材料和化学反应工程等多方面的知识。该课题组结合近年来在该领域的科研，组织了一 系列电化学基础理论和应用技术方面的论文，和广大读者进行交流。 电化学基础 （I）——物质守恒与法拉第定律及其应用 马洪运，贾志军，吴旭冉，廖斯达，王保国 （清华大学化学工程系，北京 100084 ） 摘 要：法拉第定律描述电化学反应过程电子转移与物质转化之间的定量关系，是电荷守恒定律和物质守恒法则在电化学反 应过程中的具体表现，构成现代电化学工程的科学基础之一。法拉第定律对早期的电化学理论发展起到重要推动作用，一直 影响到现代电化学工业技术领域，包括电沉积行业、电池行业以及电化学分析技术等。通过回顾法拉第定律提出和发展的科 学背景，分析其解决问题的思路，对于探究和解决现代电化学工程领域的课题有重要启示作用，对于理解电化学过程物质守 恒、电荷守恒的“电中性”原则具有重要理论价值和科研指导意义。 关键词：法拉第定律；电化学；电解 中图分类号：N 092 文献标志码：A 文章编号：2095-4239 （2012 ）02-139-05 Mass conservation and Faraday’s Law—One of the fundamental theories of electrochemistry （Ⅰ） MA Hongyun ，JIA Zhijun ，WU Xuran，LIAO Sida ，WANG Baoguo (Department of Chemical Engineering，Tsinghua University ，Beijing 100084 ，China) Abstract ：Faraday’s Law describes the quantitative relationship between electronic transfer and matter transformation during electrochemical reaction, which constitutes one of the fundamental theories for the modern electrochemical engineering. Faraday’s Law denotes an alternative formation of the charge and mass conservation in electrochemical reaction. No