质子可透石墨烯电极中界面水离解的 Wien 效应
化学物理
2022-10-04 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
强电场可加速分子离解反应。被称为 Wien 效应的现象此前在使用产生约10^7 V m-1电场的高压电解池中被观测到，其足以加速弱束缚分子（如有机物与弱电解质）的离解。对于常见情况——水离解（H2O = H+ + OH-）的 Wien 效应观测一直难以实现。本文研究邻接质子可透石墨烯电极的界面水离解，并观测到在高于10^8 V m-1的电场中反应的强烈加速。石墨烯电极的使用使得测量仅由界面水离解产生的质子电流成为可能，而驱动反应的电场通过同一电场在石墨烯中诱导的载流子密度监测。观测到的质子电流指数增长与 Onsager 理论定量相符。我们的结果还表明，石墨烯电极可用于研究涉及质子传输的多种界面现象。
引用
@article{arxiv.2208.10828,
title = {Wien effect in interfacial water dissociation through proton-permeable graphene electrodes},
author = {J. Cai and E. Griffin and V. Guarochico-Moreira and D. Barry and B. Xin and M. Yagmurcukardes and S. Zhang and A. K. Geim and F. M. Peeters and M. Lozada-Hidalgo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.10828},
year = {2022}
}