التحفيز الكهربائي الجزيئي تحت شروط النقل الكتلي الانتشاري المحدود. نهج تحليلي

الملخص لقد برز التحفيز الكهربائي الجزيئي كفرع حاسم من الكيمياء الكهربائية الجزيئية، حيث يكتسب تطبيقات في مجالات متنوعة مثل توليد الطاقة، والتحليل الكهربائي، والتركيب الكهربائي. في السنوات الأخيرة، أصبح دراسة هذه العمليات ضمن مجالات مكانية محدودة أكثر شيوعًا. ومع ذلك، يوجد فجوة هامة في الفهم النظري للتفاعل بين أنواع الحركيات المختلفة (الأكسدة والاختزال والكيميائية) والنقل الكتلي في هذه الظروف، وكيف تؤثر آثارها المشتركة على الاستجابة الكهروكيميائية. كخطوة أولى لسد الفجوة المذكورة، يقدم هذا المخطوط تعبيرًا نظريًا عن استجابة التيار-الجهد-الزمان لتفاعل تحفيزي يحدث تحت شروط انتقال انتشاري محدودة. تشير النتائج إلى أنه عندما لا تكون الحركيات الكيميائية سريعة، توجد اختلافات هامة في الاستجابات الكهروكيميائية بسبب تأثيرات النقل الكتلي. وبالتالي، في حالة الانتشار المحدود، لوحظ فقدان في الكفاءة في العملية، مما يؤدي إلى تيارات أقل مقارنة بتلك التي تتوافق مع ظروف الانتشار شبه اللانهائية. يتم مناقشة صلاحية الأساليب المعروفة جيدًا، مثل تحليل هضبة التيار أو قاعدة الموجة تحت ظروف مستقرة. كما يتم توفير التحقق التجريبي لهذه النتائج من خلال دراسة أكسدة السولكيتال التي تتم بوساطة أكسدة جذري TEMPO.