將可再生能源與化學合成結合的電解反應是可持續化學的關鍵。通過控制電化學的波形能夠改善化學選擇性的長期挑戰,但是這同樣導致需要優化的參數變得更多,這需要更多理論預測。
有鑒于此,加州大學Joel Yuen-Zhou教授等首次報道交變電流(AC, alternating current)電催化合成技術用于分析預測產物化學選擇性的理論。
本文要點
(1)
這個機制通過極性翻轉的時間內,選擇性的逆轉不需要的氧化還原反應,并且能夠將結果以時間平均的效果體現在反應結果中。在理想的情況下,一些氧化還原反應是可以看作可逆的,因此正弦交變電流的電催化反應能夠看作方波交變電流。理論預測的結果的數值與苯乙酮的驗證實驗以及之前文獻報道的結果一致。
(2)
總之,這項研究為目前人們在研究中越來越多使用方波波形的改變的現象提供依據,克服了改變規范電化學參數難以解決的局限。
參考文獻
Yong Rui Poh, Yu Kawamata, and Joel Yuen-Zhou*, Physicochemical Principles of AC Electrosynthesis: Reversible Reactions, J. Am. Chem. Soc. 2024
DOI: 10.1021/jacs.4c06664
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c06664