Вчені виявили, що електричні поля здатні змінювати хімію води

Вчені з Інституту полімерних досліджень Макса Планка та Кембридзького університету відкрили новий механізм іонізації води під дією електричного поля. Дослідження показало, що автодисоціація молекул H₂O у сильних полях відбувається не завдяки зниженню енергії, як вважалося раніше, а через збільшення ентропії — ступеня безладу в системі.

У нормальних умовах реакція розщеплення води на іони H⁺ та OH⁻ майже не відбувається, адже вона енергетично невигідна. Проте в електрохімічних пристроях потужні поля впорядковують молекули, створюючи структуровану мережу. Поява іонів руйнує цю впорядкованість, підвищуючи ентропію, що й стає рушійною силою процесу.

«Це повне перевернення класичної моделі», — зазначив провідний автор роботи Яір Літман. «Якщо раніше ентропія стримувала реакцію, то тепер вона її стимулює».

Моделювання показало, що під дією сильного поля pH води може знижуватися з нейтрального рівня 7 до кислотного 3. Це відкриття має значення для розробки електролізерів та інших систем розщеплення води, адже вказує на необхідність врахування ентропії поряд із енергетичними факторами.

Співавтор Анжелос Міхалідіс підкреслив, що електричне поле слід розглядати не лише як джерело енергії, а і як чинник, що змінює молекулярну структуру середовища. Це може стати основою для нових підходів у дослідженні та вдосконаленні електрохімічних технологій.