1。1。1 电化学的发展史 

关于电化学定的起源可以追溯到 18 世纪中叶。1780 年伽伐尼在青蛙解剖实 验中偶然发现，当青蛙的四条腿猛烈痉挛时，会引起电机的发出火花[2]，由此， 他猜测存在“动物电”这种物质，并且通过这个意外现象，伽伐尼在 1791 年发 表了题为《电流在肌肉运动中所起的作用》的论文[3]，并提出了“神经电流物质” 存在于生物形态的说法。这篇文章的发表在化学反应和电流之间架起了桥梁，也 标志着电化学和电生理学的诞生[4]。

1799年，在伽伐尼工作的基础上，伏打发明了用不同的金属片夹湿纸组成

的“电堆”，即现今所谓的“伏打堆”，这是化学电源的雏型。在 19 世纪初，

英国物理学家、化学家威廉·海德·沃勒斯顿改进了伏打电堆。1820 年 4 月 21 日，丹麦科学家汉斯·奥斯特发现了电流磁效应，被认为是一种划时代的进步。 随后，法国物理学家 André-Marie Ampère 重现了奥斯特的试验，并且推导出了 相关的数学公式，即现在我们所熟知的安培定律。在没有发明直流电机之前，能 提供恒稳电流的唯一电源是各种化学电源。直到 1834 年，天才实验家迈克尔·法 拉第在经过大量实验后提出了“电解定律”，其基础定律适用于一切电极反应的 氧化还原过程，是电化学的基础，并为电化学的发展指明了方向。

1888 年，德国科学家瓦尔特·能斯特提出了原电池电动势的理论，随后他 在热力学的基础上，将参与电极反应的物质浓度与电极电势联系起来，组成一个 公式即能斯特公式；1923 年，德拜和休克尔提出了强电解质稀溶液静电理论， 该理论在电化学领域为其理论探讨和实验方法方面的发展提供了有效基础[5]。论文网

电化学的发展与固体物理、催化和生命科学等学科息息相关，从而在物理化 学中比较活跃并占据重要地位。20 世纪 40 年代以后，电化学暂态技术的应用和 发展，电化学方法与光学和表面技术的联用，为人们研究快速和复杂的电极反应 创造了相应的条件。

1。1。2 电化学的应用 

电化学与工业应用的联系较为紧密，主要应用于电解、金属加工与处理、电 池、铝钠等轻金属的冶炼以及环境保护等方面[6]。另外，电力价格和它应用的便 利性促进了电化学在工业上应用的广泛性，并使得电化学成为一种具有较强竞争 力的工业方法。以下主要介绍几种电化学在各领域中的应用：

（1）电解和电合成工业：氯碱工业是目前世界上最大的电化学工业，因此 是电解和电合成工业中最具代表性的产业。氯碱工业主要是通过电解食盐水，从 而获得氯气和苛性钠。其中生成的氯气可用于合成聚氯乙烯（PVC），或者作为 浆和纸的漂白剂和杀菌剂。对于氯碱工业中的电解，考虑氯的腐蚀力和电极本身 的氧化，常用的电解池包括汞电解池、隔板电解池和离子选择性电解池，但由于 汞具有毒性，隔板电解池使用寿命短以及阻力大的缺点，因此，使用选择性隔膜 电解池具有更大的优势。

（2）金属腐蚀：金属腐蚀是指金属材料受周围介质的影响，在金属的界面 上发生化学或电化学反应，使得金属被氧化成离子状态，从而降低了金属材料的 强度、塑性和韧性等力学性能，以及金属构件的几何形状和光电性能，其中以电 化学腐蚀最为严重[7]。金属腐蚀的破坏具有多种，如点蚀、应力腐蚀、均匀腐蚀 和磨损腐蚀等，但在金属领域造成极大的危害[8]。因此，对金属腐蚀的关注也在 不断深入。其中控制金属腐蚀的主要方法是电化学方法，主要包括：形成电镀层， 即在直流电源电解的作用下，金属的表面沉积一层金属或合金镀层，从而达到保 护内部金属的目的；牺牲阳极保护法，即在被保护的金属物上连接一种电极电势 更负的金属或合金作为腐蚀电极的阳极，而被保护的金属作为阴极，从而达到保 护效果；阳极保护法，即向电解质溶液中的金属通以外加电流，改变金属的自然 腐蚀电位，从而使阳极得到保护，达到降低腐蚀程度的目的。