许多能量转换技术包括在电极表面消耗/产生质子的质子耦合电子转移反应,从而产生与本体显著不同的界面pH环境。这些界面pH波动的量化是设计高效能量转换系统的先决条件。在此,麻省理工学院Yogesh Surendranath开发了一种使用开路电位(OCP)瞬态来量化界面pH的方法。
本文要点:
1) 通过使用Pt上析氢的模型系统,作者量化了在与功能器件相关的各种条件下极化引起的pH波动。作者发现,即使是强缓冲溶液,在−30 mA cm−2的电流密度下也会经历>2 pH单位的pH波动。
2) 界面pH波动通过支持电解质和Nafion聚合物覆盖层的添加而增加,导致波动>12个pH单位。分析输运模型验证了所开发的方法,并能够定量预测稳态和瞬态界面的pH波动。
Ethan R. Sauvé et.al Open circuit potential decay transients quantify interfacial pH swings during high current density hydrogen electrocatalysis Joule 2024
DOI: 10.1016/j.joule.2024.01.004
https://doi.org/10.1016/j.joule.2024.01.004