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科学家发现电场颠覆了水化学规则
一项新研究确定了水在电化学条件下如何电离。氢预计将在未来的能源系统中发挥重要作用，这使得对电解的清晰理解变得越来越重要。马克斯·普朗克聚合物研究所和剑桥大学优素福·哈米德化学系的科学家们采取了 [...]
来源:SciTech日报一项新研究确定了水在电化学条件下如何电离。
氢预计将在未来的能源系统中发挥重要作用，这使得对电解的清晰理解变得越来越重要。马克斯·普朗克聚合物研究所和剑桥大学优素福·哈米德化学系的科学家们仔细研究了一种密切相关的现象，即水自解离。
尽管在正常条件下水如何分解的基本化学原理已为人们所熟知，但人们对这一过程如何在电化学装置内部的强电场中展开却知之甚少。
为什么水很少自行分裂
在自然世界中，各种规模的系统都遵循一小组基本规则。物体以降低能量的方式移动，例如在重力作用下向下下落。同时，有序与无序的平衡也起着至关重要的作用。随着时间的推移，系统往往会变得更加无序，这种趋势甚至在分子尺度上也适用，并用“熵”的概念来描述。
能量和熵都决定了化学反应的进行方式。如果一个过程降低能量或增加熵，则可以自发发生，这意味着更大的混乱。在日常条件下，例如在一杯水中，水的自解离在两个方面都被阻止。它既不会降低能量，也不会增加混乱，这使得这种反应极其罕见。然而，当引入强电场时，情况就会发生变化，反应速度会急剧加快。
电场翻转驱动力
“水的自解离已经在大量条件下得到了广泛的研究，人们认为水的自解离是能量上坡和熵受阻的，”马克斯·普朗克研究所的小组组长 Yair Litman 说。 “但在电化学环境典型的强电场下，反应的表现非常不同。”