آثار المجال الكهربائي في كينتيك اختزال الأكسجين: تفسير الاعتماد على الرقم الهيدروجيني عند الأقطاب الكهربائية Pt(111) وAu(111) وAu(100)

في هذا العمل، نطور نموذجًا جديدًا للميكروكينتيك لتفاعل اختزال الأكسجين (ORR) الذي يدمج تأثيرات المجال في نموذج القطب الهيدروجيني الحسابي المعروف. نجد أن المجال يمكن أن يغير بشكل كبير الطاقة اللازمة لربط الامتصاصات الخاصة بـ ORR، وخاصةً *OOH و*O2 و*H2O2. من خلال مراعاة هذه التأثيرات، نجد أن النموذج يعطي منحنيات القطبية و تيارات القطب الدوار المتسقين مع تلك التي لوحظت تجريبيًا على الأقطاب الكهربائية Pt(111) وAu(111) وAu(100)، مما يسمح لنا بتوقع إمكانات البداية لكل من نشاط ORR العام والنشاط تجاه بيروكسيد الهيدروجين، بالإضافة إلى إعادة إنتاج منحدرات تافل التجريبية. على وجه الخصوص، نحن نحل السلوك الغريب الملحوظ على سطح Au(100)، حيث يزيد ارتفاع الرقم الهيدروجيني من نشاط 4e-ORR بشكل كبير، دون التأثير بشكل كبير على نشاط 2e-ORR. ثم نستخدم هذه التوقعات لفهم النشاط عبر جميع محفزات ORR بشكل أفضل، موضحين أن المحفزات ذات الربط الضعيف تتأثر أكثر بالرقم الهيدروجيني بسبب تأثيرات المجال القوية على الامتصاص *OOH. أخيرًا، نحن نجادل بأن اعتبار تأثيرات المجال يمكن أن يوسع البحث عن محفزات ORR المحسَّنة من خلال السماح لنا بتمييز الاعتماد على النشاط للمحفزات على القطب الهيدروجيني القياسي والقطب الهيدروجيني العكسي.