伽伐尼电池

✍ dations ◷ 2025-09-14 23:57:46 #伽伐尼电池

伽伐尼电池(Galvanic cell)或称伏打电池(Voltaic cell)是进行氧化还原反应将化学能转为电能,而提供电能的电化电池,属于一种原电池(primary cell)。此名称为了纪念路易吉·伽伐尼或亚历山大·伏打。典型伽伐尼电池可由两种不同的金属与一种电解质组成,也可由两个半电池间以盐桥或多孔物相连而成。

英文的“Battery”一词原指多个电池单体“Cell”的组合(例如:伏打电堆、由6个2V电池组成的12V车用电池),但现在也用来指一个伽伐尼单体电池(例如:1.5V的碱性电池内只有一个伽伐尼电池单体)。

在1780年,路易吉·伽伐尼(意大利语:Luigi Galvani)发现,两种不同的金属(例如,铜和锌)连接后,如果同一时间触摸青蛙腿的两处神经,青蛙腿会发生收缩。他称这是“动物电”。在公元1800年,伏打(Volta)宣布发明伏打电堆。

这些成果为电池和电学的发展铺平了道路。伏打电池被命名为1799年的IEEE里程碑。

伽伐尼电池的电压可以由能斯特方程式(Nernst equation)来描述:

E c e l l = E c e l l o R T n F ln a r e d a o x {displaystyle E_{cell}=E_{cell}^{o}-{frac {RT}{nF}}ln {frac {a_{red}}{a_{ox}}}}

其中 E c e l l o {displaystyle E_{cell}^{o}} 为电池的标准电位,可由阳极(氧化极,英文: Anode)和阴极(还原极,英文: Cathode)的标准电极电位计算而来:

E c e l l o = E c a t h o d e o E a n o d e o {displaystyle E_{cell}^{o}=E_{cathode}^{o}-E_{anode}^{o}}

另外由于氧化和还原活性度相除之结果可以用化学反应商来表示:

a r e d a o x = Q {displaystyle {frac {a_{red}}{a_{ox}}}=Q}

因此能斯特方程式亦可以写作:

E c e l l = E c e l l o R T n F ln Q {displaystyle E_{cell}=E_{cell}^{o}-{frac {RT}{nF}}ln Q}

伽伐尼腐蚀(英语:Galvanic corrosion)(英语:Galvanic corrosion),意译为电偶腐蚀或电化腐蚀,是指当两种不同的金属相接(电气连接),并同时与电解质(例如盐水等)接触时,会形成伽伐尼电池,因电化学作用造成的金属腐蚀现象。

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