温和 pH 溶液中水还原与水氧化的两大伏安特性解析

许多过程的电气化需在温和 pH 条件下使用水溶液，此时析氢反应（HER）和析氧反应（OER）可能成为竞争反应。研究解析了温和 pH 下 HER 和 OER 呈现的两种伏安特性，探讨 pH、电位等对其热力学和动力学的影响，为理解相关行为及其他水相反应提供洞见。

　　

在温和 pH 条件下观察到的水还原与水氧化过程中的电化学行为，比在强酸性或强碱性条件下复杂得多。本分析阐述了这种行为的起源，并介绍其对水相电催化的意义。
许多过程的电气化需要在温和 pH 条件下使用水溶液，此时析氢反应（HER）和析氧反应（OER）可能成为竞争反应。温和 pH 条件下的 HER 和 OER 表现出独特的伏安行为，特别是两种还原或氧化特征，这在强酸性和碱性溶液中未被观察到。这些行为不能仅用热力学考量完全解释，且由于多种水物种（H³O⁺、H₂O 和 OH^–）的参与以及这些物种通过水自解离和酸碱中和反应的相互转化而尤其复杂。本分析系统且概念性地解释了 pH、电位、搅拌和缓冲液对 HER 和 OER 热力学和动力学的影响，为理解温和 pH 条件下的 HER 和 OER 行为及其对更广泛的其他水相反应的意义提供了基础但必要的见解。