Исследователи в своей работе использовали экспериментальную установку для изучения переноса протонов к электродам и обратно. Они обнаружили, что скорость данного процесса значительно зависит от значения pH окружающего раствора. Самые высокие скорости переноса протонов были зафиксированы при экстремальных значениях pH: pH 0 (кислый) и pH 14 (щелочной). Отмечено, что скорость переноса протонов при pH 0 была примерно в четыре раза выше, чем при pH 14, в частности из-за более быстрого отдачи протонов гидронием по сравнению с водой.
Интересным результатом исследования стал тот факт, что скорости прямой и обратной реакций стали равными не в равновесии при нейтральном pH 7, а при pH 10, где концентрация гидроксидных ионов была на много порядков выше, чем концентрация гидрониевых ионов. Ученые считают, что существующие модели реакций на электродных поверхностях, предполагающие равное влияние прямой и обратной реакций на общую скорость, могут потребовать пересмотра.
В настоящее время исследователи продолжают работу, изучая влияние добавления различных типов ионов в электролитический раствор вокруг электрода на скорость процесса связанного с переносом протона и электрона. Это может привести к новым открытиям и более точному пониманию процессов, происходящих на электродных поверхностях.
Первоисточник: “A molecular-level mechanistic framework for interfacial proton-coupled electron transfer kinetics” by Noah B. Lewis, Ryan P. Bisbey, Karl S. Westendorff, Alexander V. Soudackov and Yogesh Surendranath, 16 January 2024, Nature Chemistry.
DOI: 10.1038/s41557-023-01400-0