文章来源：asiaresearchnews | 翻译：世界铂金投资协会
考虑电解质成分影响的铂溶解反应机制示意图如下：在左图（锂离子存在的情况）中，铂离子更倾向于向远离电极的一侧（图中右侧）扩散；而在右图（铯离子存在的情况）里，铂离子向远离电极一侧的扩散受到抑制，且铂离子更易重新沉积，进而抑制了铂的溶解。由此可见，通过设计电解质中的碱金属阳离子种类，无需改变电极材料，就能让溶解的离子保持在电极附近，这有利于离子重新沉积，抑制其溶解。
转载自《美国化学会志》2025 年第 147 卷第 5 期，4667 - 4674 页。版权所有 2025 年美国化学会。
日本大阪 —— 电池、燃料电池等电化学装置为现代生活提供了重要动力。这类装置通常由夹在固体电极之间的液体电解质构成，既能够通过化学反应产生电能，也能在通入电流时发生化学反应。
可充电电池就是具备这两种功能的典型电化学装置。若想提升电化学装置的耐用性，了解其在使用过程中的性能下降机制就显得尤为关键。然而，目前人们对电化学装置中固体金属电极的衰减机制了解甚少。
当下，日本、韩国和美国的研究人员展开合作，致力于填补这一知识空白。他们研究了铂金（一种和金、银一样稳定的贵金属）制成的电极在不同电解质溶液中的降解行为。
研究人员对铂电极在含有不同阳离子（带正电荷的原子）的电解质中的降解情况进行了测量，这些阳离子来自元素周期表的同一族，包括锂、钠、钾和铯。研究结果显示，阳离子的种类会对铂的降解产生影响：与含有较小阳离子的体系相比，较大的阳离子能够抑制铂金的溶解。
第一作者Haesol Kim表示：“我们实时监测了铂金的溶解情况。结果发现，随着阳离子原子序数（及尺寸）的增加，铂金的浸出量减少。也就是说，电极的降解受到阳离子效应的影响。”
受这一效应的启发，研究人员进一步开展实验并进行计算机模拟，以探究该现象背后的原因。
资深作者Chang Hyuck Choi解释道：“我们的计算模拟表明，铂电极附近的氢氧根离子对铂金的浸出影响很大。氢氧根离子会削弱铂离子在电极表面重新沉积的作用力，从而促进铂离子向本体电解质扩散。”
带负电荷的氢氧根离子会在带正电荷的铂离子周围形成一层“保护屏障”，帮助铂离子脱离电极表面。但这和阳离子效应有什么关联呢？
电解质中的阳离子会影响铂电极表面附近氢氧根离子的浓度。酸性较强的阳离子在铂金表面附近提供的氢氧根离子浓度，要比酸性较弱的阳离子更高。在此次研究的阳离子系列中，较小的阳离子酸性比较大的阳离子更强。所以，在较小阳离子存在的情况下，铂电极的降解速度会加快。
电极稳定性直接受电解质中阳离子类型影响，这一发现令人振奋。它为研究人员指明了重点研究方向，助力他们研发出满足未来能源需求的耐用型电化学装置。
《阳离子对电化学铂溶解的影响》一文发表于《美国化学会志》，网址：https://doi.org/10.1021/jacs.4c17833 （来源：asiaresearchnews）
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