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2025-01-23T20:50:07Z

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[[Datei:100905 tafel plot nl.png|mini|250px|Tafel-Auftragung für einen [[Anode]]n<nowiki></nowiki>vorgang. Der gerade ([[Linearität|linear]]e) Bereich, der durch die Tafelgleichung beschrieben wird, ist die Tafelgerade.]]
Die '''Tafel-Gleichung''' beschreibt im Bereich der [[Elektrochemie]] näherungsweise den Zusammenhang zwischen der [[Elektrische Stromdichte|Stromdichte]] an einer [[Elektrode]] und dem [[Elektrodenpotential]]. Sie ist nach [[Julius Tafel (Chemiker)|Julius Tafel]] benannt, der sie 1905 [[Empirie|empirisch]] fand.<ref>{{Literatur | Autor=Julius Tafel | Herausgeber=Wilhelm Ostwald, J. H. van't Hoff | Titel=Über die Polarisation bei kathodischer Wasserstoffentwicklung. | Sammelwerk=Zeitschrift für physikalische Chemie, Stöchiometrie und Verwandtschaftslehre | Band=50 | Verlag=Wilhelm Engelmann
| Ort=Leipzig | Jahr=1905 | Seiten=641–712 | Online=[https://knowledge.electrochem.org/estir/hist/hist-16-Tafel-1.pdf PDF] | DOI=10.1515/zpch-1905-5043 }}</ref>
Die Tafel-Gleichung ist hilfreich bei Berechnungen der [[Zellspannung]] [[Elektrochemische Zelle|elektrochemischer Zellen]], vor allem bei der [[Elektrolyse]].

Auch für die Diskussion des [[Spannungsabfall]]s in einer [[Brennstoffzelle]] bei einem gegebenen [[Elektrischer Strom|Strom]] ist sie wichtig, hier lautet eine Aussage der Gleichung:
* Bei gegebenem Strom ist der [[Elektrochemie|elektrochemisch]] bedingte Spannungsabfall umso niedriger, je höher der Austauschstrom der Zelle ist.
Der Austauschstrom hängt ab von dem in der Brennstoffzelle verwendeten [[Katalysator]]. Daher ist ein Ziel der Weiterentwicklung von Brennstoffzellen, Katalysatoren zu finden, die diesen Strom maximieren.

== Formel ==
:<math>U = \frac{R \cdot T}{\alpha \cdot z \cdot F} \cdot \ln \frac{i}{i_0}</math>

mit
* dem [[Spannungsabfall]] <math>U</math>
* der [[allgemeine Gaskonstante|allgemeinen Gaskonstante]] <math>R</math>
* der [[Absolute Temperatur|absoluten Temperatur]] <math>T</math>
* dem Durchtritts- oder Symmetriefaktor <math>\alpha</math>
* der [[Äquivalentzahl|Zahl]] <math>z</math> der übertragenen [[Elektron]]en
* der [[Faraday-Konstante]] <math>F</math>
* dem [[natürlicher Logarithmus|natürlichen Logarithmus]] <math>\ln</math>
* der Austauschstromdichte <math>i_0</math>
* der Stromdichte <math>i</math>.

=== Gültigkeitsbereich ===
Die Tafel-Gleichung gilt nur näherungsweise in einem mittleren Strombereich. Für kleinere [[Stromstärke]]n bzw. kleine [[Überspannung (Elektrochemie)|Überspannungen]] muss die genauere [[Butler-Volmer-Gleichung]] verwendet werden.

== Siehe auch ==
* [[Nernst-Gleichung]]
* [[Elektrochemisches Äquivalent]]
{{Wiktionary|Elektrochemie}}
[[Kategorie:Elektrochemie]]
[[Kategorie:Brennstoffzellentechnik]]

== Einzelnachweise ==
<references />

Tafel-Gleichung - Versionsgeschichte

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