使用Tafel斜率推断反应机理
计算公式
Tafel斜率对应于表观电子转移数。表观电子转移数包含基元速控步骤RDS（rate-determining step）的电子转移数
和基元RDS之前的步骤电子转移总数
。它们的关系式为
如果基元RDS转移了1个电子，则等于0.5；如果基元RDS转移了0个电子，则
等于0。
实际应用
例如，某电极表面电化学反应的基元RDS不转移电子（非电化学过程），且在基元RDS之前的反应步骤中，已经转移了2个电子。则代入方程计算可得Tafel斜率的理论值为29.6 mV。
import numpy as np
from ase.units import kB
def get_Tafel_slope(electron_transfer_in_RDS, n_transferred, T=298.15):
alpha_ast = 0.5 if electron_transfer_in_RDS else 0
b = np.log(10)*kB*T/(alpha_ast+n_transferred)
return b*1e+03 # V -> mV
b = get_Tafel_slope(electron_transfer_in_RDS=False, n_transferred=2)
print(b) # 29.579664802345658
反过来可以使用手册速查，如果实验测得Tafel斜率为112 mV，则可以推测基元RDS转移了1个电子，并且基元RDS之前没有转移电子。如果实验测得Tafel斜率是74 mV，这有可能是多个机理混合。
速查手册
n_electron是基元RDS之前的步骤电子转移总数，chem代表基元RDS非电化学基元反应（不转移电子），e-chem代表基元RDS是电化学基元反应（转移1个电子）。
| n_electron | reaction | b/mV | reaction | b/mV |
|---|---|---|---|---|
| 0 | chem | NaN | e-chem | 118 |
| 1 | chem | 59 | e-chem | 39 |
| 2 | chem | 30 | e-chem | 24 |
| 3 | chem | 20 | e-chem | 17 |
| 4 | chem | 15 | e-chem | 13 |
| 5 | chem | 12 | e-chem | 11 |
| 6 | chem | 10 | e-chem | 9 |
| 7 | chem | 8 | e-chem | 8 |
| 8 | chem | 7 | e-chem | 7 |
| 9 | chem | 7 | e-chem | 6 |
注意事项
电极表面的化学反应中，中间体的物种变化是一个闭合的循环。反应的第1步不一定是洁净的表面，也有可能被中间体占据。这就有必要对基元反应重新编号，才能正确地计算基元RDS之前的步骤电子转移总数。详见Exner 2020。