Ученые открыли новые способы контроля и оптимизации электрохимических реакций, что является важнейшим шагом для разработки технологий экологически чистой энергии.
Электрохимия — взаимодействие электричества и химических реакций — лежит в основе таких процессов, как производство водородного топлива и работа аккумуляторов. Несмотря на достигнутые успехи, крупномасштабные приложения все еще требуют дальнейшей доработки. Исследователи из Рурского университета Бохума и Высшей нормальной школы в Париже определили два ключевых фактора, влияющих на эти реакции на границах между металлическими электродами и водой. Их выводы были опубликованы в журнале Американского химического общества.
Критический параметр в химии кислот и оснований, константа кислотной диссоциации (pKa), определяет, насколько легко молекула высвобождает или связывает протон (ион водорода). Команда сосредоточилась на измерении значений pKa на этих электрифицированных интерфейсах, что является исторически сложной задачей.
Чтобы преодолеть это препятствие, они объединили передовые методы измерения чувствительности поверхности, такие как спектроскопия комбинационного рассеяния с усилением поверхности (SERS), с теоретическим моделированием.
Результаты удивили их: кислотно-основное поведение вблизи электродов значительно отличается от поведения в объемных растворах.
Их исследование выявило два ключевых механизма, влияющих на эти межфазные реакции: местная гидрофобность и сильные электрические поля.
Эти знания открывают возможности для тонкой настройки реакционной способности в электрохимических процессах, что является важным шагом для оптимизации существующих методов и разработки новых катализаторов.
