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氧还原反应（ORR）的过电势为什么是比1.23v小的部分？已有1人参与
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准备拿一个铂基材料去做ORR测试。以前从来没做过。所以对LSV图有一些疑问。问题很基础，恳请基础好的大神来回答一下~不甚感激。 1. 氧还原反应（ORR）的过电势为什么是比1.23v小的部分？此时装置是一个电解池的半电池反应？这个地方非常的不理解。氧气还原的标准电势是1.23V，然后我们现在做这个测试（LSV）是外加电压让它还原的话，根据电解池的过电势的理解的话，应该是要施加比1.23V更大的电压才对？当然我看文献的扫描电压，都是从0.08--1.1V（vsRHE），和我上面想的是违背的。（这个问题我有一个老师给了我这样的解释，如图1） 2. 跟上一个问题相关。如果把LSV图分成如图2所示三段。每一段是具体发生了什么过程？测试时是正扫还是负扫呢（即从A点到D点，还是从D点到A点）？还是根据材料是铂基或者非铂基而定呢？因为我看文献都是说positive going ORR。但我有个认识的别的实验室师兄说他们一直是负扫。  01.jpg  02.jpg |
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ymfdun
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| 给你讲一个有趣的并且有助于理解这个问题的事情，首先ORR是一个还原反应，根据基础电化学知识，还原反应要得到电子，那这个电子是谁提供呢？就单纯LSV测试而言这个电子是由电化学工作站提供。那这个电化学工作站是如何提供呢？一般而言，可以将电化学工作站理解为是一个“电子泵”，negative扫描时，工作电极电位是越来越负（这个是显然的，可以从坐标轴看出），电位越负，说明工作电极的电子越多，即电化学工作站在持续的供给电子。那么工作电极就在持续发生还原反应。1.23V是一个标准平衡电位，根据能斯特方程和化学平衡的知识，在不考虑过电位存在的情况下，电位小于1.23V时，平衡是向ORR方向移动，同理，电位大于1.23V时，平衡是向OER方向移动。所以测试ORR肯定是在小于1.23V的区间内。并且在这个区间内，正扫负扫都可以，对于非贵金属催化剂，一般采用负扫，而对于铂基催化剂，一般采用正扫。这个地方不能用电解池概念来理解。在这个体系，电解池对应的是电解水反应，即OER和HER。这个地方是ORR,是OER的逆反应。当然实际情况是会存在一定的过电位，所以在低于1.23V时，不会立即发生ORR，在高于1.23V时不会立即发生OER。科学家们这么多年的努力，一个重要的目标就是分别降低这个两个半反应的过电位。 |
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Magic_673楼2018-04-11 09:24:38
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你好，你回复的好详细啊，真的感谢，解答了我的一些疑问。但是还有一些不太懂，我想问下你，你为什么说:电位越负，说明工作电极的电子越多。这个我想不明白。还有你说根据能斯特方程和化学平衡，电位小于1.23V时，平衡向ORR方向移动，这个可以理解为是ORR方向的反应速率大于OER方向的反应速率，所以总体来看是向ORR方向进行的，这样理解可以吗？ 发自小木虫Android客户端 |
10楼2021-09-10 23:04:40
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