电化学反应是绿色转型的核心。这些反应利用电流和电势差来进行化学反应，从而实现化学键的结合并实现电能。这种化学是多种应用的基础，例如氢技术、电池和循环经济的各个方面。

电化学反应新见解推进绿色转型

这些技术的发展和改进需要详细了解电化学反应和影响它们的不同因素。最近的研究表明，除了电极材料之外，所使用的溶剂、其酸度以及所使用的电解质离子也对电化学反应的效率产生至关重要的影响。

因此，最近的焦点转向研究电化学界面，例如电极和电解质界面的反应环境如何影响电化学反应的结果。

转化二氧化碳

仅使用实验方法了解界面化学是极其困难的，因为它们非常薄，只有几分之一纳米。因此，计算和理论至关重要，因为它们提供了一种在原子水平上研究电化学界面随时间变化的准确方法。

于韦斯屈莱大学(芬兰)化学系的长期方法和理论发展为电化学界面化学，特别是电解质离子效应提供了新的理解。

“我们最近的两篇研究文章重点关注氧气和二氧化碳还原反应中电解质离子的影响，这决定了燃料电池、过氧化氢合成以及二氧化碳转化为碳中性化学品和燃料的效率，”于韦斯屈莱大学化学系的芬兰科学院研究员MarkoMelander。

于韦斯屈莱大学的研究人员与实验和计算小组合作，以了解电解质的影响。该工作近期发表在《NatureCommunications》和《AngewandteChemieInternationalEdition》杂志上。

“在这两项研究中，我们都专注于基本特性和研究，这需要使用高精度和高要求的实验，并将其与最新的模拟方法相结合。例如，我们第一次能够将实验结合起来“我们通过模拟氢的量子力学动力学同位素效应来了解氧还原反应。我们还开发并应用了先进的计算方法来模拟电解质水溶液的重组，以详细了解它们对反应机制的共同影响，”Melander解释道。。

电化学反应的新科学知识

这项研究提供了电解质如何影响电化学反应的原子图。一种已确定的机制是离子和反应分子之间的键形成。

“我们能够证明，两种离子通过非共价相互作用控制电极表面和界面水的结构和动力学。这些相当弱的相互作用然后决定反应途径、速率和选择性，从而控制活性以及电化学反应的结果，”梅兰德解释道。

开发可再生能源技术的可能性

虽然这项研究重点关注电化学系统的基本方面，但它可以促进改进电化学技术的发展。

“利用离子和溶剂效应可以提供一种调整电化学反应的反应性和选择性的方法。例如，电解质可用于将氧还原反应引导至燃料电池或过氧化氢合成应用。电解质化学也是一种这是引导二氧化碳减排转向所需的、有价值的产品的有效方法，”梅兰德说。