研究發現:電極上生成的微小氣泡是加速化學過程的關鍵

2020-12-26 科技報告與資訊

科廷大學主導的一項研究表明,電極上形成氣泡可能是有益的,主動添加的氣泡或油滴,能夠加速從汙水中去除碳氫化合物等汙染物和生產氯的過程。而之前一直認為氣泡的產生對化學過程是起阻礙作用的

Simone Ciampi博士解釋說,許多工業過程都是電化學過程,這意味著創造最終產品的所需化學反應是由電流的流動協助的,例如在氧化鋁的提純中,以及用於生產遊泳池氯的技術。在使用過程中,這些電極上形成小的氣體氣泡,堵塞了部分表面。這些氣泡阻止新鮮溶液到達電極,因此,一般認為這些氣泡阻止了電極的正常工作,氣泡的出現是一件壞事。然而,我們的研究表明,情況並非如此。

利用螢光顯微鏡、電化學和多尺度建模,研究小組發現,粘在電極表面的氣泡附近,在通常認為不可能發生這種反應的條件下,會發生有價值的化學反應。研究人員首次發現電極氣泡的周圍表面會積聚氫氧陰離子,濃度非常大,並且這種帶負電荷的離子群與符號相反的離子不平衡,這是很意外的。通常溶液中帶電的化學物種一般都是平衡的,所以這一發現讓研究人員看到了更多關於氣泡的化學反應性。

因此表面氣泡實際上可以加速電化學反應,小分子在聚合物中連接形成大的分子網絡,比如在相機薄膜或顯示設備中,如血糖監測的葡萄糖傳感器。

論文標題為《The corona of a surface bubble promotes electrochemical reactions》。

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