Der präexponentielle Faktor in der Elektrochemie

• Published in: Angewandte Chemie Vol. 130; no. 27; pp. 8076 - 8085
• Main Authors: He, Zheng‐Da, Chen, Yan‐Xia, Santos, Elizabeth, Schmickler, Wolfgang
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: 02.07.2018
• Subjects: Elektrokatalyse; Elektronentransfer; Kramers-Theorie; Präexponentieller Faktor; Wasserstoffentwicklung
• ISSN: 0044-8249; 1521-3757
• DOI: 10.1002/ange.201800130

Wie in vielen Zweigen der Wissenschaft, um nicht von der Kultur im Allgemeinen zu reden, so gibt es auch in der Elektrochemie eine Reihe von wiederkehrenden Themen: Forschungsgebiete, die eine Zeit lang populär sind, dann verblassen, wenn ihre Möglichkeiten erschöpft scheinen, um Jahrzehnte später wieder aktuell zu werden, wenn Fortschritte in experimentellen oder theoretischen Techniken neue Forschungsmöglichkeiten eröffnen. Ein gutes Beispiel sind Brennstoffzellen, die fünf solcher Zyklen durchlaufen haben; aber hier soll ein allgemeineres Konzept der Kinetik diskutiert werden, nämlich der präexponentielle Faktor einer Geschwindigkeitskonstanten, der bisher zwei solcher Zyklen durchlaufen hat. Der erste Zyklus umfasst etwa die Zeitspanne 1950 bis 1980, als die Methoden der elektrochemischen Kinetik entwickelt wurden und die Interpretationen auf der Theorie des Übergangszustands basierten. Der zweite wurde durch die Wiederentdeckung der Kramers‐Theorie für Reaktionen in kondensierten Phasen ausgelöst. Dieser Kurzaufsatz soll zeigen, dass es Zeit für einen dritten Zyklus ist, der auf neuen Ergebnissen in der Elektrokatalyse beruht. Das A und O der Elektrochemie: Der präexponentielle Faktor A ist in der Elektrokatalyse vernachlässigt worden, obwohl er, zusammen mit der Aktivierungsenergie, die Reaktionsgeschwindigkeiten bestimmt. Die wenigen veröffentlichten experimentellen Werte unterscheiden sich um Größenordnungen. Es gibt theoretische Konzepte zu seiner Berechnung, die aber nicht angewendet worden sind. Dagegen scheint der Elektronentransfer in der äußeren Sphäre verstanden zu sein.