محققان توانستند تصویر انتقال الکترون در فرآیند الکتروکاتالیز را ضبط کنند

ارتباط بین انتقال الکترون (ET) و واکنش کاتالیزوری در سطح الکتروکاتالیست، درک و کنترل فرآیند الکتروشیمیایی را بسیار چالش‌‌برانگیز کرده است. چگونگی تعیین تجربی فرآیند انتقال الکترون که در مقیاس نانو رخ می‌دهد، یکی از مهمترین گام‌های درک پروسه کلی واکنش الکتروشیمیایی است.

به‌تازگی یک گروه تحقیقاتی به سرپرستی پروفسور لی کن و پروفسور فن فنگتائو از موسسه فیزیک‌شیمی دالیان (DICP) متعلق به آکادمی علوم چین (CAS)، اقدام به تصویربرداری از انتقال الکترون در فرآیند الکتروکاتالیز نموده‌اند. این مطالعه اخیراً در مجله Nano Lettres منتشر شده است.

محققان یک روش تصویربرداری الکتروشیمیایی در محل، با وضوح فضایی نانومقیاس ایجاد کرده‌اند که ترکیبی از میکروسکوپ نیروی اتمی و تصویربرداری اسکن الکتروشیمیایی است. این روش می‌تواند حرکت سه‌بعدی کاوشگر روبشی را برای نقشه‌برداری از توزیع محلی انتقال مولکول‌های الکترون کروی بیرونی و مولکول‌های محصول کاتالیزوری محقق کند (میکروسکوپ کاوشگر روبشی (SPM) شاخه‌ای از میکروسکوپ است که با استفاده از یک پروب فیزیکی که نمونه را اسکن می‌کند، تصاویری از سطوح را تشکیل می‌دهد).

تصاویر انتقال الکترون روی نانوصفحات فلزی به‌طور مستقیم حاکی از یک ناهمگنی وابسته به مکان در فرآیند انتقال الکترون در مقیاس نانو است.

علاوه بر این، برای جداسازی تداخل اثر انتقال جرم بر انتقال الکترون، محققان مجموعه‌ای از آزمایش‌های دقیق و مدل‌سازی پیچیده ریاضی را برای استخراج ثابت سرعت و اختلاف پتانسیل داخلی انجام دادند. آنها دریافتند که رابطه بین اختلاف پتانسیل داخلی سطحی و ثابت سرعت، از یک مد خطی پیروی می‌کند.

این عمل، امکان مشاهده درجای فرآیند انتقال الکترون و واکنش کاتالیزوری در واکنش الکتروشیمیایی را محقق کرده و ایده‌های جدیدی را برای توسعه روش تصویربرداری درجا و تشخبص مکانیسم واکنش‌های الکتروکاتالیستی ارائه می‌کند.

یکی از داوران در این‌باره اظهار کرده:

این نقطه عطف جدیدی از تکنیک‌های کاوشگر الکتروشیمایی روبشی است که کشف رابطه ساختار-عملکرد نانوکاتالیست را از پایه اصول فیزیکی و شیمیایی ممکن می‌سازد.

منبع: Scitechdaily