ЭЛЕКТРОКАТА́ЛИЗ

ЭЛЕКТРОКАТА́ЛИЗ, из­ме­не­ние ско­ро­сти и/или на­прав­ле­ния элек­тро­хи­мич. про­цес­са, вы­зван­ное из­ме­не­ни­ем со­ста­ва или дис­перс­но­сти ма­те­риа­ла элек­тро­да ли­бо мо­ди­фи­ци­ро­ва­ни­ем по­верх­но­сти элек­тро­да. Об­щее сте­хио­мет­рич. урав­не­ние про­цес­са не долж­но вклю­чать ма­те­ри­ал элек­тро­да (ана­ло­гич­но ге­те­ро­ген­но­му ка­та­ли­зу). Тер­мин «Э.» впер­вые ис­поль­зо­ван сов. учё­ны­ми Н. И. Ко­бо­зе­вым и В. В. Монб­ла­но­вой в 1934. Как са­мо­сто­ят. на­уч. на­прав­ле­ние Э. сфор­ми­ро­вал­ся в 1960-х гг. в свя­зи с раз­ви­ти­ем ис­сле­до­ва­ний в об­лас­ти то­п­лив­ных эле­мен­тов.

Ме­рой ско­ро­сти элек­трод­ной ре­ак­ции яв­ля­ет­ся элек­трич. ток, гл. ха­рак­те­ри­сти­кой – за­ви­си­мость то­ка от по­тен­циа­ла элек­тро­да. Как пра­ви­ло, элек­тро­ка­та­ли­тич. про­цес­сы мно­го­ста­дий­ны, при­чём од­на из обя­зат. ста­дий – ад­сорб­ция (хе­мо­сорб­ция) на элек­тро­де тех или иных ком­по­нен­тов элек­трод­ной ре­ак­ции. Ти­пич­ные элек­тро­ка­та­ли­тич. ре­ак­ции: вы­де­ле­ние во­до­ро­да, хло­ра, вос­ста­нов­ле­ние ки­сло­ро­да, элек­тро­окис­ле­ние или элек­тро­вос­ста­нов­ле­ние ор­га­нич. со­еди­не­ний на твёр­дых элек­тро­дах и т. п.

К наи­бо­лее ка­та­ли­ти­че­ски ак­тив­ным элек­трод­ным ма­те­риа­лам от­но­сят­ся пла­ти­но­вые ме­тал­лы и Ni, а так­же ком­по­зи­ты на их ос­но­ве, что обу­слов­ле­но гл. обр. вы­со­кой хе­мо­сорб­ци­он­ной спо­соб­но­стью та­ких ма­те­риа­лов. Наи­бо­лее час­то ис­поль­зуе­мая фор­ма элек­тро­ка­та­ли­за­то­ра – ме­тал­лич. на­но­ча­сти­цы, на­не­сён­ные на от­но­си­тель­но инерт­ную под­лож­ку (уг­ле­род­ные ма­те­риа­лы, ок­си­ды, кар­би­ды и др.). Для мо­ди­фи­ци­ро­ва­ния по­верх­но­сти ис­поль­зу­ют­ся суб­мо­но-, мо­но- и по­ли­слой­ные по­кры­тия ад­сор­би­ро­ван­ны­ми ато­ма­ми разл. ме­тал­лов, по­верх­но­ст­но-ак­тив­ны­ми ве­ще­ст­ва­ми, не­про­во­дя­щи­ми и элек­тро­про­во­дя­щи­ми по­ли­ме­ра­ми. В тео­рии Э. ве­ду­щее ме­сто за­ни­ма­ет вы­яв­ле­ние энер­ге­тич. со­стоя­ния хе­мо­сор­би­ро­ван­ных час­тиц и их ро­ли в це­ле­вой ре­ак­ции.

Ак­тив­ные и се­лек­тив­ные элек­тро­ка­тали­за­то­ры не­об­хо­ди­мы для раз­ви­тия элек­тро­хи­мич. энер­ге­ти­ки (элек­тро­ли­зё­ры, хи­мич. ис­точ­ни­ки то­ка, в т. ч. то­п­лив­ные эле­мен­ты), элек­тро­син­те­за ря­да со­еди­не­ний (в т. ч. мед. на­зна­че­ния), соз­да­ния разл. дат­чи­ков, ре­ше­ния про­блем эко­ло­гии и др.