Nøgleforskellen mellem koncentrationspolarisering og kinetisk polarisering er, at koncentrationspolarisering kommer fra ændringerne i koncentrationen af elektrolytten, hvorimod kinetisk polarisering er ændringen i statisk permittivitet.
Koncentrationspolarisering og kinetisk polarisering kan beskrives som bidragene til et systems overpotentiale. I begge disse kræves et overpotentiale for reaktionen og for elektronoverførslen over elektrode-elektrolyt-interfasen.
Hvad er koncentrationspolarisering?
Koncentrationspolarisering er den del af polariseringen af en elektrolysecelle, der er et resultat af ændringer i elektrolytkoncentrationen, der er forårsaget af passage af strøm gennem elektrode/opløsningsgrænsefladen. Vi bruger dette udtryk inden for områder som elektrokemi og membranvidenskab.
I denne sammenhæng kan vi forstå begrebet polarisering som forskydningen af den elektrokemiske potentialforskel over cellen fra den ligevægtsværdi, vi opnår for dette system. Derfor svarer udtrykket til koncentrationsoverpotentiale.
Når der er en kemisk art, der deltager i en elektrokemisk elektrodereaktion med en kort forsyning, kan vi observere et fald i koncentrationen af denne art ved overfladen, hvilket også forårsager diffusion. Vi kan tilføje diffusion til migrationstransporten mod overfladen for at opretholde forbrugsbalancen og levere arten.
Yderligere kan vi observere, at koncentrationspolariseringen fører til en stigning i s altlækage gennem membranen og øger sandsynligheden for udvikling af skala/begroning. Derfor kan vi også observere, at selektiviteten af separation og levetiden af membranens levetid forringes.
Figur 01: Koncentrationspolarisering
Figur 1 viser fluxene og koncentrationsprofilerne i en bestemt membran med dens omgivende opløsning. Figur (a) viser anvendelsen af en drivkraft på et system i den indledende ligevægtstilstand. Her er fluxen af de selektivt gennemtrængende arter i membranen større end fluxen af den i opløsningen. Figur (b) viser koncentrationer, der giver anledning til diffusionstransport, som igen øger den totale flux i opløsningen, hvilket mindsker fluxen i membranen.
Hvad er kinetisk polarisering?
Kinetisk polarisering kan beskrives som ændringen af opløsningens statiske permittivitet i forhold til det rene opløsningsmiddel. Et vigtigt udtryk vedrørende kinetisk polarisering er den kinetiske polariseringsmangel, som refererer til reduktionen i opløsningens statiske permittivitet sammenlignet med det rene opløsningsmiddel. Norm alt er reduktionen af denne faktor proportional med produktet af opløsningsmidlets dielektriske relaksationstid og opløsningens lavfrekvente ledningsevne.
Kinetisk polarisation er en tilstand, hvor strømmen er begrænset af den hastighed, hvormed elektroner overføres mellem elektrodeoverfladerne og reaktanterne i opløsningen.
Hvad er forskellen mellem koncentrationspolarisering og kinetisk polarisering?
Koncentrationspolarisering og kinetisk polarisering kan beskrives som bidragene til et systems overpotentiale. Den vigtigste forskel mellem koncentrationspolarisering og kinetisk polarisering er, at koncentrationspolarisering kommer fra ændringerne i koncentrationen af elektrolytten, hvorimod kinetisk polarisering er ændringen i statisk permittivitet.
Opsummering – Koncentration Polarisation vs Kinetic Polarization
Koncentrationspolarisering er den del af polariseringen af en elektrolysecelle, der er et resultat af ændringer i elektrolytkoncentrationen forårsaget af strømmens passage gennem elektrode/opløsningsgrænsefladen. Kinetisk polarisation er ændringen af opløsningens statiske permittivitet i forhold til det rene opløsningsmiddel. Den vigtigste forskel mellem koncentrationspolarisering og kinetisk polarisering er, at koncentrationspolarisering er et resultat af ændringerne i koncentrationen af elektrolytten, hvorimod kinetisk polarisering er ændringen i statisk permittivitet.
