单价Mg⁺离子在溶液中的形成及其在异常阳极氢演化中的作用
材料科学
2026-04-03 v1
摘要
aqueous metal腐蚀是现代社会的一个重大经济问题。在该领域的科学家们一直困惑的一个现象是所谓的异常氢演化：在电子富集(阳极)条件下，镁的剧烈溶解伴随强烈的氢气演化，以及一种阻碍Mg技术的关键机制。实验研究表明在溶液中存在单价Mg⁺，但这些发现基本被忽视了，因为它们违背了我们对常规化学理解的认知，且难以直接被实验观察到。通过最新进展的固液电化学界面在受控电位条件下的ab initio描述方法，我们描述了镁原子从锯齿形镁表面在阳极条件下溶解的完整反应路径。我们的研究揭示了溶胶[Mg²⁺(OH)⁻]⁺离子复合物的形成，挑战了传统假设的Mg²⁺离子。这一洞见提供了对(coulombically)单价Mg⁺离子存在以及在阳极/氧化条件下通常形成的防护氧化物/羟基层缺失的直观解释。这种意想不到的和不寻常的反应机制的发现对于识别新的防腐策略至关重要，并且可以转移到其他金属上。
关键词
引用
@article{arxiv.2407.13472,
title = {On the origin of univalent Mg$^+$ ions in solution and their role in anomalous anodic hydrogen evolution},
author = {Florian Deißenbeck and Sudarsan Surendralal and Mira Todorova and Stefan Wippermann and Jörg Neugebauer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.13472},
year = {2026}
}