Пробивното изследване хвърля светлина върху механизмите на електрохимичните реакции.

Учени от Масачузетския технологичен институт (MIT) откриха нов етап в развитието на енергийните технологии. Това стана чрез детайлно изучаване на процеса на пренос на протоните, свързан с движението на електроните по повърхността на електрода. Откритието може да доведе до революция в подхода към разработването на по-ефективни горивни клетки и електролизерите.

Изследването е съсредоточено върху химичната реакция, при която движението на протоните между повърхността на електрода и електролита води до възникване на електрически ток. Акцентът е поставен върху подробното изучаване на процесите, които протичат на границата електрод-електролит. Това е ключов етап в много енергийни технологии, включително производството на водород и работата на горивните клетки.

Използвайки специално проектирани електроди с органични молекули върху повърхността на графен, изследователите са успели прецизно да измерят протичането на електрическия ток. Както и да изчислят скоростта на протонния трансфер. Оказа се, че рН на заобикалящия ги разтвор оказва значително влияние върху този процес. Като най-висока скорост се наблюдава както при изключително кисели (рН 0), така и при изключително алкални (рН 14) условия.

Учените също така установиха, че двете възможни реакции – пренос на протони от хидроксониеви йони (H3O+) и от водни молекули – протичат с различна скорост. Като процесът е около четири пъти по-бърз в киселинна среда. Тези резултати противоречат на съществуващите модели и предполагат необходимостта от преразглеждане на стандартните допускания за равенството на приноса на правата и обратната реакция в общата скорост на процеса.

Откритията, направени от екипа на Масачузетския технологичен институт, могат да имат далечни последици за разработването на нови енергийни технологии. Включително подобряване ефективността на горивните клетки и електролизерите. В бъдеще изследователите планират да проучат как добавянето на различни йони към даден електролитен разтвор може да ускори или забави преноса на протоните и електроните.

Това изследване не само открива нови хоризонти за развитието на енергийните технологии, но също така предлага иновативен подход към изучаването на сложни химични процеси. Това става на границата, което може да доведе до създаването на нови материали и техники в широк спектър от научни области.