Eletrocatalise Molecular sob Condições de Transporte de Massa Difusiva Finita. Uma Abordagem Analítica

Resumo A eletrocatalise molecular surgiu como um ramo crucial da eletroquímica molecular, encontrando aplicações em várias áreas como geração de energia, electroanálise e eletrossíntese. Nos últimos anos, o estudo desses processos em domínios espaciais confinados tem se tornado cada vez mais frequente. No entanto, existe uma lacuna significativa na compreensão teórica da interação entre diferentes cinéticas (redox e química) e transporte de massa nessas condições, e como seus efeitos combinados influenciam a resposta eletroquímica. Como um primeiro passo para abordar a lacuna mencionada, este manuscrito apresenta uma expressão teórica para a resposta de corrente-potencial-tempo de uma reação catalítica ocorrendo sob condições difusivas finitas. Os resultados indicam que, quando a cinética química não é rápida, há diferenças significativas nas respostas eletroquímicas devido às influências do transporte de massa. Assim, no caso de difusão finita limitada, observa-se uma perda de eficiência no processo, resultando em correntes mais baixas em comparação com aquelas correspondentes a condições de difusão semi-infinita. A validade de métodos bem conhecidos, como a análise do platô de corrente ou a base da onda em condições estacionárias, é discutida. A validação experimental desses resultados também é fornecida através do estudo da oxidação do Solketal mediada pela oxidação do radical TEMPO.