ในเคมีไฟฟ้าประสิทธิภาพฟาราเดย์ (เรียกอีกอย่างว่าประสิทธิภาพฟาราเดย์ผลผลิตฟาราเดย์ประสิทธิภาพคูลอมบ์หรือประสิทธิภาพกระแสไฟฟ้า ) อธิบายถึงประสิทธิภาพใน การถ่ายโอน ประจุ ( อิเล็กตรอน ) ในระบบที่อำนวยความสะดวกให้เกิดปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าคำว่า "ฟาราเดย์" ในคำนี้มีสองแง่มุมที่เกี่ยวข้องกัน ประการแรก หน่วยทางประวัติศาสตร์สำหรับประจุคือฟาราเดย์ (F) แต่ต่อมาได้ถูกแทนที่ด้วยคูลอมบ์ (C) และประการที่สองค่าคงที่ฟาราเดย์ ( F ) ที่เกี่ยวข้องจะเชื่อมโยงประจุกับโมลของสสารและอิเล็กตรอน ( ปริมาณของสาร ) ปรากฏการณ์นี้ได้รับการเข้าใจครั้งแรกผ่านงานของไมเคิล ฟาราเดย์ และแสดงออกมาในกฎ การ แยกด้วย ไฟฟ้า ของเขา ^{[ 1 ]}

การสูญเสียแบบฟาราเดย์เกิดขึ้นในทั้ง เซลล์ อิเล็กโทรไลติกและ เซลล์ กัลวานิกเมื่ออิเล็กตรอนหรือไอออนมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาข้างเคียงที่ไม่พึงประสงค์ การสูญเสียเหล่านี้ปรากฏในรูปของความร้อนและ/หรือผลพลอยได้ทางเคมี

ตัวอย่างสามารถพบได้ในการออกซิเดชันของน้ำเป็นออกซิเจนที่ขั้วบวกในการอิเล็กโทรไลซิสนอกจากนี้ยังสามารถผลิตไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ ได้อีกด้วย ^{[ 2 ]}สัดส่วนของอิเล็กตรอนที่เบี่ยงเบนไปนั้นแสดงถึงการสูญเสียฟาราเดย์และแตกต่างกันไปในอุปกรณ์ต่างๆ

แม้ว่าจะได้ผลิตภัณฑ์อิเล็กโทรไลซิสที่เหมาะสมแล้ว การสูญเสียก็ยังคงเกิดขึ้นได้หากผลิตภัณฑ์เหล่านั้นได้รับอนุญาตให้รวมตัวกันใหม่ ในระหว่างการ_อิเล็กโทรไลซิสน้ำผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ ( H₂ _และ O₂ ) อาจรวมตัวกันใหม่เพื่อสร้างน้ำซึ่งอาจเกิดขึ้นได้จริงในกรณีที่มีวัสดุเร่งปฏิกิริยา เช่นแพลทินัมหรือแพลเลเดียมที่ใช้กันทั่วไปเป็นอิเล็กโทรด การไม่คำนึงถึงผลกระทบของประสิทธิภาพฟาราเดย์ นี้ ได้รับการระบุว่าเป็นสาเหตุของการระบุผลลัพธ์ที่เป็นบวกผิดพลาดในการทดลองฟิวชั่นเย็น^{[ 3 ] [ 4 ]}

เซลล์เชื้อเพลิงเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอนเป็นตัวอย่างอีกประการหนึ่งของการสูญเสียฟาราเดย์เมื่ออิเล็กตรอนบางส่วนที่แยกออกจากไฮโดรเจนที่แอโนดรั่วไหลผ่านเมมเบรนและไปถึงแคโทดโดยตรงแทนที่จะผ่านโหลดและทำงาน ที่เป็นประโยชน์ ในอุดมคติแล้ว เมมเบรนอิเล็กโทรไลต์ควรเป็นฉนวนที่สมบูรณ์แบบและป้องกันไม่ให้สิ่งนี้เกิดขึ้น^{[ 5 ]}

ตัวอย่างที่คุ้นเคยกันดีของการสูญเสียแบบฟาราเดย์คือการคายประจุเองซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้แบตเตอรี่มีอายุการใช้งานจำกัด

ประสิทธิภาพฟาราเดย์ของเซลล์มักวัดโดยวิธีการอิเล็กโทรไลซิสแบบปริมาณมาก ซึ่งสารตั้งต้นในปริมาณที่ทราบจะ ถูกเปลี่ยนเป็นผลิตภัณฑ์ตาม สัดส่วน ทางเคมี โดยวัดจากกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน จากนั้นจึงนำผลลัพธ์นี้ไปเปรียบเทียบกับปริมาณผลิตภัณฑ์ที่สังเกตได้ซึ่งวัดโดยวิธีวิเคราะห์อื่น

การสูญเสียแบบฟาราเดย์เป็นเพียงรูปแบบหนึ่งของการสูญเสียพลังงานในระบบเคมีไฟฟ้า อีกรูปแบบหนึ่งคือศักย์ไฟฟ้าเกิน ซึ่งเป็นความแตกต่างระหว่างแรงดันไฟฟ้าของขั้วไฟฟ้าตามทฤษฎีและแรงดันไฟฟ้าจริงที่จำเป็นในการขับเคลื่อนปฏิกิริยาในอัตราที่ต้องการ แม้แต่แบตเตอรี่แบบชาร์จได้ที่มีประสิทธิภาพฟาราเดย์ 100% ก็ยังต้องชาร์จด้วยแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าที่ผลิตได้ระหว่างการคายประจุ ดังนั้นประสิทธิภาพพลังงาน โดยรวมจึง เป็นผลคูณของประสิทธิภาพแรงดันไฟฟ้าและประสิทธิภาพฟาราเดย์ ประสิทธิภาพแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่า 100% สะท้อนถึงความไม่สามารถย้อนกลับได้ทางเทอร์โมไดนามิกของปฏิกิริยาเคมีในโลกแห่งความเป็นจริงทุกชนิด