電荷轉移因子

電荷轉移因子（英語：Charge transfer coefficient）或電荷躍遷係數^[1]、電荷傳遞係數等，又稱對稱因子（英語：symmetry factor），其符號分別α和β，是電化學反應中描述反應動力學的一對參數，為一對無量綱數^[2]。

根據IUPAC定義^[3]，對於只有一個速率控制步驟的反應，陰極的電荷轉移因子（α_c）定義為：

${\displaystyle {\frac {\alpha _{\rm {c}}}{\nu }}=-{\frac {RT}{nF}}\left({\frac {\partial \ln |I_{\rm {red}}|}{\partial E}}\right)_{p,T,c_{i}^{\rm {interface}}}}$

對應地，陽極的電荷轉移因子（α_a）定義為：

${\displaystyle {\frac {\alpha _{\rm {a}}}{\nu }}={\frac {RT}{nF}}\left({\frac {\partial \ln |I_{\rm {ox}}|}{\partial E}}\right)_{p,T,c_{i}^{\rm {interface}}}}$

其中:

• ${\displaystyle \nu }$: 反應的化學計量數，
• ${\displaystyle R}$: 氣體常數
• ${\displaystyle T}$: 絕對溫度
• ${\displaystyle n}$: 電極反應的電子轉移數
• ${\displaystyle F}$: 法拉第常數
• ${\displaystyle E}$: 電極電勢
• ${\displaystyle I}$: 對應的氧化電流或還原電流^[4][5]

物理意義

電荷轉移因子體現了電極反應自由能壘下降時，其能壘下降在陰陽兩極電極-電解質界面處的分配占比。 在電極界面處參與電極反應的離子需要經歷界面電勢和部分靜電場對離子做的電功，電荷轉移因子就是表示隨著電壓改變，離子需要克服該過程需要達到反應能壘頂部所需能量的改變程度^[6]。

電池

在電池或燃料電池中，電荷轉移係數是表示電流密度改變造成的過電位改變量在陰陽兩極分配占比的參數，也是電極動力學的核心參數^[7]。

對稱因子

對於單步反應，陰極和陽極的電荷轉移因子被稱為對稱因子，其和為1^[7]

${\displaystyle \beta _{\rm {c}}+\beta _{\rm {a}}=1}$