電気化学において、分極とは、電極と電解質の界面に絶縁バリアが形成される電気化学プロセスの特定の機械的副次効果の総称である。これらの副次効果は、腐食や金属析出の化学反応速度だけでなく、反応機構にも影響を与える。[ 1 ]: 56 反応において、攻撃試薬は結合電子を置換することができる。この電子置換は、永続的なもの(誘導効果およびメソメリー効果)と一時的なもの(エレクトロメリー効果)を含む、特定の効果によるものである可能性がある。分子内で永続的に作用する効果は分極効果として知られ、攻撃試薬によって作用する効果(攻撃試薬が除去されると電子置換は消失する)は分極率効果として知られている。
「分極」という用語は、19世紀初頭に発見された、電気分解によって電解質中の元素がどちらかの極に引き寄せられる、つまり気体が電極に向かって分極するという現象に由来します。そのため、当初、分極は電気分解そのものを説明するものであり、電気化学セルにおいては電解質(当時は「分極液」と呼ばれていました)への影響を説明するために用いられていました。時が経つにつれ、より多くの電気化学プロセスが開発されるにつれて、分極という用語は、電解質と電極の界面で発生するあらゆる(潜在的に望ましくない)機械的な副作用を指すように発展していきました。
これらの機械的な副作用は以下のとおりです。
これらの効果はいずれも電極を電解質から隔離し、両者間の反応と電荷移動を阻害する。これらの障壁がもたらす直接的な結果は以下のとおりである。
これらの直接的な影響はそれぞれ、複数の二次的な影響を及ぼします。例えば、熱は電極材料の結晶構造に影響を与えます。これは、反応速度に影響を与えたり、デンドライト形成を促進したり、電極板を変形させたり、熱暴走を引き起こしたりする可能性があります。
機械的な副次効果は、一部の電気化学プロセスにおいて望ましい場合がある。例えば、特定の種類の電解研磨や電気めっきでは、発生したガスがまずプレートの凹部に蓄積されるという性質を利用している。この性質を利用することで、凹部の電流を低減し、隆起部や端部に高い電流を流すことができる。望ましくない分極は、電解液を激しく攪拌することで抑制できる。また、攪拌が現実的でない場合(例えば、固定式電池の場合)は、脱分極器を使用することで抑制できる。