杨杨
电化学奠基人历史漫谈
第七组-杨闰平
发现
1.电化学现象的发现
Galvani(1737-1798)
1780年，青蛙解剖实验
意大利医生和动物学家
博洛尼亚大学教授
1791年，发表“生物电”研究成果
1780年的意外发现
Galvani将两手分别拿着不同的金属器械，同时碰在青蛙的大腿，青蛙腿部的肌肉立刻抽搐了一下，仿佛受到电流的刺激，而如果只用一种金属器械去触碰青蛙，就无此种反应。Galvani认为，出现这种现象是因为动物躯体内部产生一种电，他称之为“生物电”。
Volta（1745-1827）
第一个电池的发明者
1794年开始阐释Gavani实验的现象本质

产生电流并不需要动物组织

电压单位伏特，就是为纪念他而命名
不同金属在同种溶液中
不同金属在不同溶液中
青蛙体液充当了电解质的作用，铁、铜刀为两个电极，人体为
外导体，从而形成了完整的回路。
早期发展
2.电化学早期发展
01
02
1799年Volta将锌片与铜片叠起来，中间用浸有硫酸
的毛呢隔开，构成电堆——世界上第一个化学电源
1800年Nichoson利用伏打电堆电解水溶液时，发现两个电极上均有气体析出。这是电解水的第一次尝试。这些都是早期的电化学事例，电化学进入了起步的阶段。
近代发展
1905年Tafel发现了电流密度与在该电流密度下的电极电位和无电流通过时的电极电位的差值η的关系为：
这就是著名的Tafel方程。它告诉我们，为了得到一定的电流密度，电极电位自无电流通过时的平衡值算起要做多少改变
Tafel（1862-1918）
不同金属表面析氢电位和电流对数值关系曲线
1910年以前，电化学不论在实践和理论方面都发展较快，但到1910年以后的一段时间内，电化学科学的发展有些停滞不前了
1839年试剂燃料电池
William Robert Grove
燃料电池虽然发现很早，但目前燃料电池的大规模工业化应用还有很长一段路
在二十世纪的前40到50年，Gibbs、Van't Hoff、Nernst等的热力学成了大学中物理化学的基础，电化学企图用热力学方法处理一切电化学问题
Gibbs
热力学三部曲
开创统计力学
吉布斯的系综理论
Van't Hoff
第一位诺贝尔化学奖
碳的四面体结构学说
建立化学平衡、化学动力学和化学热力学的现代理论
Nernst
能斯特方程
热力学第三定律
1920年诺贝尔化学奖
20世纪50-70年代之间，电化学主要受动力学学派控制，但是所描述的动力学理论与公式多数是唯象的理论，是经验公式，缺乏微观的机制与机理解释
例如Tafel方程就是典型的经验公式
再比如：
双电层区真的存在吗？
界面中电子是如何转移的？
电化学反应的中间态物种如何检测？
70年代后才做出解释
3.近代发展轨迹
1834年Faraday在总结很多实验现象的基础上，提出了著名的Faraday定律，使得人们可以定量地研究有关电化学现象，电化学理论获得了进一步的发展。
电极体系消耗的电荷量与电化学反应消耗或生成的物质的当量数成正比：Q=nzF
（仅适用于稳态电解过程，无双电层充电消耗）
随后，1889年Nernst提出了著名的Nernst方程
法拉第（1791-1867）
能斯特（1864-1941）
现代发展
4.电化学的现代发展与突破
Marcus及其电荷转移理论
1956年提出电子转移的Marcus理论
1992年诺贝尔化学奖
唯象
微观
Rudolph A. Marcus
原位电化学光谱学技术：解决电极表面化学组分的确定问题
1.电化学原位紫外-可见反射光谱
2.电化学原位拉曼光谱
3.电化学红外反射光谱
电化学在相关交叉研究领域中的应用
光能化学
能源电化学
材料电化学
纳米材料电化学与纳米尺度电化学
环境电化学
腐蚀电化学
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