Ecuación de Butler-Volmer

El primer gráfico muestra la densidad de corriente como función del sobrepotencial η, donde j_a y j_c son, respectivamente, las densidades de corriente anódica y catódica, con α = α_a = α_c = 0.5 y j₀ = 1 mA cm⁻². El segundo gráfico muestra la representación logarítmica para valores diferentes de α (ecuación de Tafel).

Teniendo en cuenta que la densidad de corriente tiene una componente anódica y catódica,

${\displaystyle j=j_{\rm {a}}+j_{\rm {c}}}$

la ecuación de Butler-Volmer es:

${\displaystyle j=j_{0}\cdot \left\{\exp \left[{\frac {\alpha _{\rm {a}}zF}{RT}}(E-E_{\rm {eq}})\right]-\exp \left[-{\frac {\alpha _{\rm {c}}zF}{RT}}(E-E_{\rm {eq}})\right]\right\}}$

o en una forma más compacta:

${\displaystyle j=j_{0}\cdot \left\{\exp \left[{\frac {\alpha _{a}zF\eta }{RT}}\right]-\exp \left[-{\frac {\alpha _{c}zF\eta }{RT}}\right]\right\}}$

donde:

• ${\displaystyle j}$: densidad de corriente del electrodo, A/m²
• ${\displaystyle j_{0}}$: densidad de corriente de intercambio, A/m²
• ${\displaystyle E}$: potencial de electrodo, V
• ${\displaystyle E_{\rm {eq}}}$: potencial de equilibrio, V
• ${\displaystyle T}$: temperatura absoluta, K
• ${\displaystyle z}$: número de electrones implicados en la reacción electródica
• ${\displaystyle F}$: constante de Faraday
• ${\displaystyle R}$: constante de los gases
• ${\displaystyle \alpha _{\rm {c}}}$: coeficiente de transferencia de carga catódico, adimensional
• ${\displaystyle \alpha _{\rm {a}}}$: coeficiente de transferencia de carga anódico, adimensional
• ${\displaystyle \eta }$: sobrepotencial (${\displaystyle \eta =E-E_{\rm {eq}}}$).