Elektrochemie je oblast fyzikální chemie, která zkoumá chemické pochody probíhající současně s elektrickými procesy. K tomu nejčastěji dochází na rozhraní elektrod a elektrolytu, elektricky vodivého roztoku. Jejích poznatků se využívá například při galvanickém pokovování předmětů či výrobě baterií a akumulátorů.
Vakuová spektroskopie
Přestože jde o obor s dlouhodobou tradicí (její počátky spadají do 16. století), nikdo dosud neměl to štěstí, aby mohl sledovat průběh chemických reakcí přímo v místě, kde se roztok elektrolytu dotýká povrchu kovové elektrody, jež reakci dodává proud.
Právě to se ale nyní podařilo týmu britských vědců pod vedením chemika Peta Licence, a to díky metodě zvané spektroskopie za ultravysokého vakua (UHV spectroscopy), který zkoumal elektrochemické děje v iontových kapalinách.
"Nebylo to jednoduché, museli jsme zdolat obrovské překážky. Uměli jsme uskutečnit elektrochemické reakce ve vakuu a rovněž jsme dovedli změřit spektra iontových kapalin – ale udělat oboje zároveň by se dalo přirovnat ke skutečnému dobývání pohorku, ale nakonec jsme to dokázali," popisuje možná poněkud emotivně Licence průběh výzkumných prací.
Lepší katalyzátory
Výsledky práce britských vědců by měly chemikům celého světa pomoci především lépe pochopit, jak fungují katalyzátory, tedy látky, bez nichž si moderní chemii už snad ani nelze představit. Katalyzátory usnadňují a výrazně urychlují průběh chemických reakcí, často až o několik řádů.
Studium elektrochemických dějů pomocí nové metody by tak mohlo v konečném důsledku vést k vývoji ještě lepších a účinnějších katalyzátorů. Během reakcí bývají katalyzátory rozpuštěny v roztocích, proto je velmi obtížné určit, proč tak dobře fungují. Za vysokého vakua se totiž roztoky téměř okamžitě vypařují.
Licence se proto ve svém výzkumu zaměřil na iontové kapaliny s bodem tání poblíž pokojové teploty (room temperature ionic liquids, RTIL), které se za těchto podmínek nevypařují, čímž vyloučil možnost otravy experimentátorů toxickými výpary.
Závěrem jen poznamenejme, že před Licencem spektroskopicky zkoumat kapaliny nejenže nikdo nezkusil, ale ani na to nikdo nepomyslel. Opět se ukázalo, že pokud se již dobře známá metoda aplikuje v nových souvislostech, může to přinést nečekané výsledky.
Výsledky výzkumu vědců z Nottinghamské univerzity byly uveřejněny v časopise Chemical Communications britské Královské společnosti pro chemii.
Zdroje:
