Aktiveringsöverpotentialen

Aktiveringsöverpotentialen, även känd som överpotential vid aktivering, är en term som används inom elektrokemi. Den beskriver den extra spänning som krävs utöver den termodynamiskt beräknade jämviktsspänningen för att en elektrokemisk reaktion ska ske med en märkbar hastighet. Denna extra spänning är nödvändig för att övervinna den kinetiska barriären för reaktionen, det vill säga den energi som krävs för att initiera och driva reaktionsmekanismen.

Aktiveringsöverpotentialen uppstår på grund av en eller flera steg i reaktionsprocessen som är kinetiskt långsamma. Dessa steg kan inkludera adsorption av reaktanter på elektrodytan, elektronöverföringsprocesser eller desorption av produkter. Ju mer kinetiskt begränsad en reaktion är, desto större blir aktiveringsöverpotentialen.

Faktorer som påverkar aktiveringsöverpotentialen inkluderar elektrodens material, elektrolytens sammansättning, temperatur och strömtäthet. Olika elektrokemiska reaktioner uppvisar olika aktiveringsöverpotentialer. Till exempel har vattenoxidation och vattenreduktion vid standardförhållanden relativt höga aktiveringsöverpotentialer, vilket gör dem kinetiskt långsamma.

Förståelsen av aktiveringsöverpotentialen är avgörande inom områden som elektrolyser, bränsleceller och elektrokatalys. Genom att minska aktiveringsöverpotentialen kan man öka effektiviteten och minska energiförbrukningen i dessa teknologier. Detta görs ofta genom att använda elektrokatalysatorer som sänker aktiveringsenergin för de hastighetsbestämmande stegen i reaktionen.