Вплив складу розтопу на густину катодного струму в електродних реакціях

Abstract

У рамках теорії Догонадзе-Кузнецова-Левича із заміною класичного розподілу Больцмана на квантовий розподіл Фермі-Дірака й найпростішого закону дисперсії одержано вираз для струмів розряду на міжфазній межі діелектрик/електроліт. Запропоновано підхід оцінки середньої густини електронних рівнів, з яких відбувається гетерогенний перенос заряду. Знайдено вираз для отримання чисельного значення густини катодного струму. Сформульовано умови виникнення поверхневої провідності діелектрика в сольовому розтопі без попередньої його металізації. Обґрунтовано, що тип поверхневої провідності залежить від енергії реорганізації, енергій реагентів і продуктів реакції в полі електрода, трансмісійного коефіцієнта й інших величин, значення яких визначаються хімічним складом електроліту й можуть бути чисельно розраховані аналітичними або квантовохімічними методами. Встановлено, що адсорбція діоксиду вуглецю на поверхні діелектрика приводить до значної поляризації кластера поверхні убік зони провідності. Ширина забороненої зони зменшується, але діелектричний характер кластера не змінюється, не відбувається перекривання зон, тобто електрод не набуває напівпровідникового й напівметалевого характеру провідності. В той час адсорбція ВО2– на поверхні електрода приводить до сильної поляризації кластера поверхні у бік валентної зони. При цьому ширина забороненої зони незначно зменшується, менше ніж у випадку діоксиду вуглецю.