Resultados de un Experimento Revelan que Nuestra Comprensión de la Electroquímica es Incompleta

Por:  William Brown, Biofísico de Resonance Science Foundation

Los libros de texto sobre electroquímica deben actualizarse con los resultados de un reciente estudio sobre pilas de combustible que mide la actividad de los iones alrededor de un electrodo en una solución salina [1]. Existe una teoría clásica de hace 100 años que describe lo que se cree que es la distribución de los iones alrededor de dicho electrodo, en la interfase con el electrolito, donde la carga del electrodo atrae a los iones de la solución y forma lo que se denomina una doble capa eléctrica: los iones de carga opuesta del electrodo se agolpan alrededor de su superficie, formando una estructura de cargas en la capa interfacial.

_{Conocer mejor la electroquímica será fundamental para importantes formas de almacenamiento y producción de energía, como las que utilizan pilas de combustible.}

Entender la estructura molecular de la interfaz electrodo-electrolito es esencial para dilucidar muchos fenómenos electroquímicos interfaciales como la corrosión, la electrocatálisis y otros procesos de transferencia de carga. La estructura interfacial y la composición de la doble capa eléctrica deben verse muy afectadas por las interacciones electrostáticas en la interfaz inducidas por la carga superficial o por las especies adsorbidas, teniendo, por ejemplo, un fuerte efecto sobre la estructura del agua en la interfaz.

Ojha, K. Doblhoff-Dier, y M. T. M. Koper, Double-layer structure of the Pt(111)–aqueous electrolyte interface.

A bajas concentraciones de sal, habrá eventualmente un punto de equilibrio dentro de la doble capa eléctrica en el que no hay más iones disponibles en la solución salina para moverse hacia la superficie de los electrodos cargados, esta capa se llama potencial de carga cero - un potencial en el que la superficie metálica en contacto con un determinado electrolito tiene cero exceso de carga electrónica (libre). La teoría clásica predice la formación de un potencial de carga cero en la doble capa eléctrica a bajas concentraciones específicas de sal, sin embargo, las mediciones del reciente experimento no pudieron encontrar esta capa de carga cero donde la teoría decía que debía existir.

El problema: había muchos más iones en la solución de los que la teoría dice que debería haber. Los investigadores tuvieron que reducir la concentración de sal 10 veces respecto a los valores calculados -que deberían haber mostrado un punto de carga cero- antes de que fuera observable. Los investigadores explican que no saben de dónde proceden los iones adicionales, por lo que la teoría actual de la electroquímica no puede explicar lo que se observa: evidentemente, nuestra teoría es incompleta.

Como explicó el físico Nassim Haramein (nassim-haramein): "Esto demuestra que la teoría no está clara sobre la naturaleza de los electrones y los iones y, desde luego, sobre la naturaleza de la carga. La comprensión de estos principios demostrará claramente que el exceso de energía termodinámica se conserva a partir de las fluctuaciones del vacío".

El origen de la carga, y por tanto una descripción más completa de los electrones e iones, es descrito por Haramein y el Dr. Alirol en su último artículo Scale Invariant Unification of Forces, Fields, and Particles in a Quantum Vacuum Plasma (Resumen preimpreso disponible [2]). La termodinámica del exceso de energía a la que se refiere Haramein se describe mediante el intercambio de entropía y energía del plasma del vacío cuántico -las fluctuaciones del vacío- a través de la escala, describiendo un intercambio de entropía y energía que está en el origen de las propiedades de la materia organizada, incluyendo la carga y la naturaleza del ion.

Se necesita una nueva física como la descrita por Haramein y Alirol -ya que los resultados del estudio demuestran que la teoría requiere una actualización para ajustarse más a la realidad, y los investigadores implicados han declarado sin ambages que la explicación no puede ser de naturaleza química- se necesita una nueva física para entender lo que está pasando.

Referencias

[1] K. Ojha, K. Doblhoff-Dier, and M. T. M. Koper, “Double-layer structure of the Pt(111)–aqueous electrolyte interface,” PNAS, vol. 119, no. 3, Jan. 2022, doi: 10.1073/pnas.2116016119.

[2] N. Haramein and O. Alirol, “Scale Invariant Unification of Forces, Fields, and Particles in a Quantum Vacuum Plasma,” Pre-print abstract, Resonance Science Foundation website, accessed 2022-01-25.