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氫氧化反應能夠高效率的利用氫能，因此氫氧化反應是目前最重要的碳中和技術。目前關于氫氧化反應的機理仍然非常模糊，這是因為該反應的基元步驟速度非常快而且不同基元步驟之間相互糾纏。這種現象在遠離平衡態的時候非常顯著。

有鑒于此，武漢大學莊林教授、王功偉教授、肖麗教授等報道通過現場原位表征分析和研究氫氧化反應的機理。

本文要點

（1）

通過氣體擴散電極實現在較寬的電化學窗口得到I-V曲線，作者使用AC阻抗譜表征技術表征電催化反應動力學。通過使用多維度數據擬合，得到5D空間的動力學數據，從而能夠根據過電勢的變化得到三個基元步驟（Tafel, Heyrovsky, Volmer）分別的反應速率。根據動力學數據，作者清楚的了解氫氧化反應的基元步驟在不同的極化狀態時如何進行。比如，在低極化區間的Heyrovsky反應非常緩慢，基本上可以忽略；在較高的極化區間，Heyrovsky反應能夠超過Tafel反應。而且作者發現Volmer反應是速率最快的。

（2）

這項研究不僅有助于理解氫氧化反應的機理，而且有助于發展效率更高的氫能體系。

參考文獻

Kaicong Yang, Hualong Ma, Renjie Ren, Li Xiao, Wenyong Jiang, Yu Xie, Gongwei Wang, Juntao Lu, Lin Zhuang, Multidimensional electrochemistry decodes the operando mechanism of hydrogen oxidation, Angew. Chem. Int. Ed. 2024

DOI: 10.1002/anie.202318389

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202318389