許多能量轉換技術包括在電極表面消耗/產生質子的質子耦合電子轉移反應,從而產生與本體顯著不同的界面pH環境。這些界面pH波動的量化是設計高效能量轉換系統的先決條件。在此,麻省理工學院Yogesh Surendranath開發了一種使用開路電位(OCP)瞬態來量化界面pH的方法。
本文要點:
1) 通過使用Pt上析氫的模型系統,作者量化了在與功能器件相關的各種條件下極化引起的pH波動。作者發現,即使是強緩沖溶液,在?30 mA cm?2的電流密度下也會經歷>2 pH單位的pH波動。
2) 界面pH波動通過支持電解質和Nafion聚合物覆蓋層的添加而增加,導致波動>12個pH單位。分析輸運模型驗證了所開發的方法,并能夠定量預測穩態和瞬態界面的pH波動。
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