過電位，亦稱超電勢、過電勢，是指在電催化或光電催化反應(yīng)過程中，達到一定電流密度時所需實際電壓超過理論電壓的部分。
理想的狀態(tài)下，電催化或光電催化反應(yīng)所需的運行電位即為平衡狀態(tài)下的電位。然而，實際反應(yīng)中的工作電位往往需要克服動力學(xué)過程的阻礙從而表現(xiàn)出高于平衡電位的數(shù)值，超出理論值的電壓稱為過電位，主要用來克服活化電阻和電荷轉(zhuǎn)移電阻等其他電阻[1]。
簡單地理解，過電位是指電流密度達到指定水平時的實際電位與平衡電位的差值，它直接地反應(yīng)電催化或光電催化反應(yīng)的催化活性。
根據(jù)能斯特方程[2]，實際工作電位E可以表示為：
E：實際反應(yīng)的工作電位
E0：反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電位
T：絕對零度（273.15℃）
R：理想氣體常數(shù)
F：法拉第常數(shù)（96485 C/mol）
N：反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)
C0：氧化產(chǎn)物的濃度
CR：還原產(chǎn)物的濃度
過電位基本公式可表示為：
：過電位
：實際電位
：理論電位
理論上來講，過電位
越接近于0 V，催化劑的性能越好，達到相對電流密度所需的實際電壓越低，耗能相對越小，催化活性越高[3]。
需要注意的是，在比較不同催化劑的過電位時，一定要指明具體的電流密度，否則比較出的結(jié)果沒有太大意義。
在具體指明的電流密度下，催化劑的過電位越低，表明其對目標(biāo)反應(yīng)的催化能力越強，通常選擇電流密度為10 mA/cm-2時的條件下，判斷催化劑的性能。
Fig.1 (a) and (c) Polarization curves[4, 5]; (b) LSV curves[6]; (d) Overpotentials (at 10 mA·cm-2) [5].
參考文獻
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